Ar é aquecido, num conjunto cilindro-pistão, de 300 K e 400 kPa até 1500 K , isentropicamente. Calcular o trabalho envolvido:
a)se os calores específicos forem constantes;
b)pela tabela termodinâmica do ar (tabela A.7).
a)se os calores específicos forem constantes;
b)pela tabela termodinâmica do ar (tabela A.7).
Passo 1
O enunciado descreve ar como gás ideal que sofre aquecimento isentrópico em um pistão-cilindro do estado 1, com
e
, até o estado 2, com
. Precisamos calcular o trabalho específico
em dois casos:
a) assumindo calores específicos constantes;
b) usando a tabela termodinâmica do ar (tabela A.7).
a) assumindo calores específicos constantes;
b) usando a tabela termodinâmica do ar (tabela A.7).
Passo 2
Para calores específicos constantes e processo adiabático reversível de gás ideal vale
const,onde
. O trabalho específico é
Como
, pode-se reescrever
Passo 3
Usando os valores típicos para o ar:
e
. Então
O sinal negativo indica trabalho realizado pelo gás. Em módulo,
.
Passo 4
Para usar a tabela A.7 é preciso os valores de entropia nos estados 1 e 2 para encontrar a pressão final e integrar
ou usar entalpia-entropia. Como a tabela não foi fornecida, não há como obter
e
e, consequentemente, calcular o trabalho via tabela.
Resposta
a)
b) Impossível sem a tabela A.7, pois faltam os valores de entropia.
b) Impossível sem a tabela A.7, pois faltam os valores de entropia.