A seguir, considere
e
para o nitrogênio gasoso:
Três moles de nitrogênio a
, contidos em um vaso rígido, são aquecidos até
. Que quantidade de calor é requerida se o vaso possuir capacidade calorífica desprezível? Se o vaso possuir massa igual a 100 kg com calor específico de
, que quantidade de calor será necessária?
Três moles de nitrogênio a
Passo 1
O enunciado trata de aquecer
moles de nitrogênio num processo a volume constante de
até
. Para um gás ideal a volume constante vale
pois não há trabalho de expansão. Depois consideramos o calor absorvido pelo próprio vaso, cuja capacidade calorífica é desprezível na primeira parte e, na segunda, é dada por
.
Passo 2
Calcular a variação de temperatura:
Passo 3
Calcular o calor absorvido pelo gás (vaso desprezível):
Passo 4
Quando o vaso tem massa
e calor específico
, sua capacidade calorífica total é
Logo o calor para aquecer o vaso é
Passo 5
O calor total necessário no segundo caso é a soma do gás com o vaso:
Resposta
Para vaso com capacidade calorífica desprezível:
Para vaso de
com
: