Argônio em um conjunto cilindro-pistão é comprimido isentropicamente de ume estado 1, em que p 1 = 150   k P a   e   T 1 = 35 ° C , até um estado 2, em que p 2 = 300   k P a . Supondo o modelo de gás ideal com k = 1,67 , determine (a) T 2 , em °C e (b) o trabalho, em kJ por kg de argônio.

Passo 1

E vamo lá galera!

Temos o gás argônio com p 1 = 150   k P a ,   T 1 = 35 ° C = 308   K ,   p 2 = 300   k P a   e   k = 1,67 . Vamos partir da equação de processo politrópico para encontrar T 2 , assim:

T 2 = T 1 p 2 p 1 k - 1 k

Substituindo,

T 2 = 308   K 300 150 1,67 - 1 1,67 = 407   K

Que equivale a:

T 2 = 407   K = 134   ° C

Passo 2

Show, agora, vamos partir do balanço de energia para um processo adiabático,

Δ U + Δ K + Δ P = Q - W

Reduzindo,

W = - m Δ u = - m c V T 2 - T 1

Sabendo que,

c v = R k - 1

Teremos:

W m = - R k - 1 ( T 2 - T 1 )

W m = - 8,314 39,94 407 - 308 1,67 - 1

W m = - 30,8   k J / k g

Lembrando que temos a massa do argônio sendo utilizada.

Resposta

  1. 134°C
  2. -30,8 kJ/kg
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