100 mol de ar (assuma gás ideal, CP=(7 / 2) R e Cv=(5 / 2) R ) a 5 bar e 600 K precisa ser resfriado isobaricamente até 300 K . Determine a quantidade de calor que precisa ser removido, assim como seu volume final.
R: De<a h=-8729,7 J / mol, q==-8729,7 J / mol, Q=-872,97 kJ, V2=0,4988 m^3

Passo 1

O enunciado trata de um resfriamento isobárico de n=100 mol de ar considerado como gás ideal, de T1=600 K até T2=300 K sob pressão constante p=5 bar. Vamos usar a lei dos gases ideais para volumes e a primeira lei da termodinâmica em sua forma para processos isobáricos, em que o calor trocado por mol é dado por De<a h = CP,De<a T.

Passo 2

O calor por mol em processo isobárico é
q = CP,De<a T
e como dado CP=tfrac72R e De<a T = T2 - T1 = 300 - 600 = -300 K, temos
q = 72R,( -300 ) = 72times8,314;Jmol,Ktimes(-300) = -8729,7;Jmol

Passo 3

O calor total trocado é
Q = n,q = 100 times (-8729,7);J = -872970;J approx -872,97;kJ

Passo 4

Pela lei dos gases ideais, o volume inicial é
V1 = n,R,T1p = 100times8,314times6005times10^5 approx0,9977;m^3
Como o processo é isobárico, Vpropto T, logo
V2 = V1,T2T1 =0,9977times300600 approx0,4988;m^3

Resposta

Q = -872,97;kJ
V2 = 0,4988;m^3

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