Exercícios Resolvidos de Primeira lei da termodinâmica

Ver Teoria

Enunciado

Um tanque rígido com volume de 100   L , contém nitrogênio ( N 2 ) a 900   K e 3   M P a . O tanque é, então, resfriado até que a temperatura atinja 100   K . Determine o trabalho e o calor para esse processo.

Passo 1

Fala aí! Partiu arrasar nesse assunto? Vamos lá!

Vamos começar anotando todos os dados do nosso enunciado, beleza?

Temos o seguinte:

V = 100   L T 1 = 90 0   K P = 3   M P a T 2 = 100   K

O enunciado ta pedindo pra gente o calor ( Q ) e o trabalho ( W ), podemos achar eles assim:

Q = m   .   c   .   Δ T W =   - P e x t   .   Δ V

Vamos lá então!

Passo 2

Começando pelo calor, precisamos antes de tudo pegar o dado de calor específico que já é tabelado e encontrar a massa do nitrogênio, beleza?

c = 1046,7   J / k g   .   K

Agora para encontrar a massa dele, vamos usar uma relação já conhecida entre a gente:

ρ = m V

m = ρ   .   V

Nós temos o volume e podemos encontrar a densidade já tabelada:

ρ = 1,185   k g / m ³

Vamos nessa então:

m = 1,185   .   100

m = 118,5   k g

Passo 3

Agora nós podemos calcular o calor! Vamos então:

Q = m   .   c   .   Δ T

Q = 118,5   .   1046,7   .   ( 100 - 900 )

Q =   -   99.27 7,16   k J

Show! Arrasamos!!

E o trabalho será:

W =   - P e x t   .   Δ V

Maaaas, a gente ta falando de um gás dentro de um tanque rígido, certo?! Então não tem alteração de volume, logo:

W =   - 3000   × 0

W =   0   k J

Beleza! Conseguimos!

Resposta

Q =   -   99.277,16   k J W =   0   k J

Exercícios de Livros Relacionados

Os desenhos abaixo mostram uma visão molecular de um sistema que varia. Diga, em cada caso, se o calor é absorvido ou perdido pelo sistema, se trabalho de expansão é executado no sistema ou pelo siste
Os quatro cilindros de um novo tipo de motor de combustão têm, cada um, um deslocamento de 3,60L. (Em outras palavras, o volume de cada cilindro se expande 3,60 L cada vez que o combustível entra em i
Vimo, na Seção 7.3, como calcular o trabalho de expansão isotérmica reversível de um gás perfeito. Suponha, agora, que a expansão reversível não seja isotérmica e que a temperatura diminua durante a e
Uma amostra de gás em um sistema com pistão se expande, realizando 536K J de trabalho sobre a vizinhança ao mesmo tempo que 214k J de calor são adicionados ao gás. (a) Qual é a variação de energia int
7.105 (a) Calcule o trabalho que deve ser feito contra a atmosfera para a expansão dos produtos gasosos da combustão de 1,00 mol de hexano, C 6 H 6 l , em 25°C. (b) Use os dados encontrados no Apêndic