Um tanque rígido contém 2 kg de água a 150°C e 3000 kPa. Determine o trabalho realizado durante um processo em que a água é aquecida a volume constante até 200°C.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um tanque rígido que contém 2 kg de água a 150°C e 3000 kPa. A gente precisa descobrir o trabalho realizado quando a água é aquecida a volume constante até 200°C. Estamos lidando com conceitos de termodinâmica, especificamente envolvendo trabalho em processos termodinâmicos. Para resolver isso, vamos precisar entender como calcular o trabalho em um processo de volume constante.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em termodinâmica, o trabalho $ W $ realizado por um sistema durante um processo é dado pela integral:
Aqui, $ P $ é a pressão e $ dV $ é a variação de volume. No nosso caso, o tanque é rígido, ou seja, o volume não muda durante o processo ($ \Delta V = 0 $). Isso significa que $ dV = 0 $ durante todo o processo de aquecimento.
Passo 3
Como o volume não muda, a variação de volume $ \Delta V $ é zero. Substituindo na fórmula do trabalho:
Portanto, não há trabalho realizado durante esse processo de aquecimento a volume constante.
Resposta
O trabalho realizado durante o processo é zero.