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 0^circ C a 20^circ C. Determine De, W, Q, De e De. As propriedades do tetracloreto de carbono líquido, a 1 bar e 0 ^circ C, podem ser consideradas independentes da temperatura: beta=1,2 times 10^-3 K^-1, CP=0,84 kJ^2 kg^-1 cdot K^-1 e rho=1590 kg cdot m^-3.

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:
De
– Trabalho de expansão reversível:
W ;=;integral1^2 p,dV ;=; p,De
– Variação de entalpia (Cp constante):
De
– Relação entre H e U a pressão constante:
De
– 1ª Lei (sinal de W positivo quando o sistema realiza trabalho):
Q ;=;De

Passo 2

Calcular o volume inicial do líquido:
V1 ;=;mrho ;=;5;kg1590;kg/m^3 ;=;0,003145;m^3
Como De e ,

Passo 3

Trabalho de expansão reversível a p constante:
W ;=;p,De

Passo 4

Variação de entalpia (Cp constante):
De

Passo 5

Variação de energia interna usando De:

Passo 6

Calor trocado pela 1ª Lei Q ;=;83,99245;kJ;+;0,00755;kJ ;=;84,00000;kJ ;approx;84,00;kJ :

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

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