Escreva os balanços de energia adequadamente simplificados para os processos listados a seguir. Em cada caso, a quantidade de material a ser utilizado como base de cálculo corresponde a 1 lb e a condição inicial é 100 psia e 370야:
A substância, confinada em um cilindro dotado de um pistão móvel sem atrito, expande-se a pressão constante até que sua temperatura se eleve para 550야.
A substância, confinada em um cilindro dotado de um pistão móvel sem atrito, expande-se a pressão constante até que sua temperatura se eleve para 550야.
Passo 1
O enunciado descreve um sistema fechado (massa fixa de
lb) dentro de um cilindro com pistão móvel sem atrito. O estado inicial é
psia e
F. O processo é expansão a pressão constante até
F. Vamos usar a 1ª lei da termodinâmica para sistema fechado, desprezando energia cinética e potencial.
Passo 2
A 1ª lei da termodinâmica para sistema fechado diz
onde
Passo 3
Desprezando variações de energia cinética (
) e potencial (
), fica
sendo
o trabalho de fronteira (boundary work).
Passo 4
Como a pressão é constante, o trabalho de fronteira é
Logo,
Passo 5
Podemos reescrever em termos de entalpia
. Para pressão constante vale
então