Questão 3 - Um gás ideal é aquecido em um processo politrópico com
. O volume varia de
para
. A pressão inicial é 500 kPa e a massa do gás é
.
a) Calcule o trabalho no processo. [10 pts]
b) Determine o calor trocado com o meio. [10 pts]
a) Calcule o trabalho no processo. [10 pts]
b) Determine o calor trocado com o meio. [10 pts]
Passo 1
Beleza, o que temos aqui? Um gás ideal que expande de 0,1 m³ para 0,3 m³ num processo politrópico (isto é, que obedece a
constante) com
. A pressão inicial é
,kPa e a massa
,kg.
Conteúdo: termodinâmica de gás ideal, processo politrópico, trabalho e primeira lei ( ). Vamos precisar de:
Conteúdo: termodinâmica de gás ideal, processo politrópico, trabalho e primeira lei (
- Lei do politrópico
cte para achar . - Expressão do trabalho
. - Primeira lei e a variação de energia interna
.
Passo 2
Achar
usando
Substituindo:
Passo 3
Trabalho no processo politrópico:
Logo,
Passo 4
Precisamos da variação de energia interna
. Para isso, achamos
e
pela equação de estado
.
Usamos a constante do ar ,J/(kg·K) e
, logo
,J/(kg·K).
Usamos a constante do ar
Passo 5
Agora
:
Pela primeira lei,
:
Resposta
a) Trabalho
,kJ
b) Calor trocado ,kJ
b) Calor trocado