Ar a 1 bar e
é comprimido até 5 bar e
, através de dois diferentes processos mecanicamente reversíveis:
i. Resfriamento a pressão constante seguido por aquecimento a volume constante.
ii. Aquecimento a volume constante seguido de resfriamento a pressão constante. Calcule para cada trajetória:
(d)
do ar para cada trajetória.
i. Resfriamento a pressão constante seguido por aquecimento a volume constante.
ii. Aquecimento a volume constante seguido de resfriamento a pressão constante. Calcule para cada trajetória:
(d)
Passo 1
Resumo do enunciado:
Temos ar (tratado como gás ideal) num estado inicial de 1 bar e 298,15 K, que é levado até 5 bar e retorna a 298,15 K por duas trajetórias mecanicamente reversíveis distintas. O que se pede em (d) é a variação de entalpia ΔH para cada uma dessas trajetórias.
Matéria: Termodinâmica de gases ideais, propriedade de entalpia.
O que vamos precisar: Saber que para um gás ideal a entalpia é função de estado e que
Temos ar (tratado como gás ideal) num estado inicial de 1 bar e 298,15 K, que é levado até 5 bar e retorna a 298,15 K por duas trajetórias mecanicamente reversíveis distintas. O que se pede em (d) é a variação de entalpia ΔH para cada uma dessas trajetórias.
Matéria: Termodinâmica de gases ideais, propriedade de entalpia.
O que vamos precisar: Saber que para um gás ideal a entalpia é função de estado e que
Passo 2
Teoria aplicada:
- Entalpia H é definida como H = U + pV, mas para gás ideal sua variação só depende de temperatura.
- Logo,
Se c_p for considerado constante (aproximação comum para ar em faixa moderada de T), então
Passo 3
Aplicação numérica:
Como o estado inicial e o final têm a mesma temperatura (T₁ = T₂ = 298,15 K), temos
Como o estado inicial e o final têm a mesma temperatura (T₁ = T₂ = 298,15 K), temos
→
Resposta
ΔH = 0 kJ (ou 0 J) para ambas as trajetórias.