Cinco quilogramas de tetracloreto de carbono líquido passam por uma mudança de estado isobárica a 1 bar, mecanicamente reversível, durante a qual a temperatura varia de
a
. Determine
,
e
. As propriedades do tetracloreto de carbono líquido, a 1 bar e
, podem ser consideradas independentes da temperatura:
e
.
Passo 1
Resumo do enunciado:
Cinco kg de tetracloreto de carbono líquido sofrem um processo isobárico (p = 1 bar), mecanicamente reversível, de 0 °C a 20 °C.
Conteúdo envolvido: termodinâmica de sistema fechado, processo isobárico, 1ª Lei da Termodinâmica, propriedades de líquidos (coeficiente de dilatação β, calor específico Cp e densidade ρ).
O que vamos usar:
– Variação de volume:
Cinco kg de tetracloreto de carbono líquido sofrem um processo isobárico (p = 1 bar), mecanicamente reversível, de 0 °C a 20 °C.
Conteúdo envolvido: termodinâmica de sistema fechado, processo isobárico, 1ª Lei da Termodinâmica, propriedades de líquidos (coeficiente de dilatação β, calor específico Cp e densidade ρ).
O que vamos usar:
– Variação de volume:
– Trabalho de expansão reversível:
– Variação de entalpia (Cp constante):
– Relação entre H e U a pressão constante:
– 1ª Lei (sinal de W positivo quando o sistema realiza trabalho):
Passo 2
Calcular o volume inicial do líquido:
Como
e
,
Passo 3
Trabalho de expansão reversível a p constante:
Passo 4
Variação de entalpia (Cp constante):
Passo 5
Variação de energia interna usando
:
Passo 6
Calor trocado pela 1ª Lei
:
Resposta
ΔV^t = 7,55×10⁻⁵ m³
W = 0,00755 kJ
Q = 84,00 kJ
ΔH^t = 84,00 kJ
ΔU^t = 83,99 kJ
W = 0,00755 kJ
Q = 84,00 kJ
ΔH^t = 84,00 kJ
ΔU^t = 83,99 kJ