Exemplo 3.11: Ar é submetido a uma compressão politrópica em um conjunto cilindro-pistão de
para
. Utilizando modelo de gás ideal, determine o trabalho e a quantidade de calor transferido por unidade de massa, em Btu/h, se
.
Passo 1
O enunciado descreve uma compressão politrópica de ar (modelo de gás ideal) num pistão-cilindro de
atm e
F para
atm, com índice
. Queremos o trabalho específico
e o calor específico
. Para isso vamos usar:
. Relação politrópica para achar
:
Dados do ar:
Btu/(lbm
R),
Btu/(lbm
R). Convertendo
para
R:
R.
Passo 2
Calcular
via a relação politrópica:
Passo 3
Calcular o trabalho específico
:
O sinal negativo indica trabalho feito sobre o ar; o módulo é
Btu/lbm.
Passo 4
Calcular o calor específico
pelo balanço de energia:
Resposta
Trabalho específico (entrada de trabalho):
Btu/lbm.
Calor específico (entrada de calor): Btu/lbm.
Calor específico (entrada de calor):