Enunciado

Um conjunto cilindro-pistão contém de 1   k g de ar. Inicialmente, a pressão e a temperatura são iguais a 1,5   M P a e 1000   K . O ar, então, expande isotérmica e reversivelmente até que o volume interno do conjunto seja igual a 10 vezes o volume inicial. Determine, nestas condições, o calor transferido e a variação de entropia do ar no processo.

Passo 1

Opa, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Da equação da energia, temos que:

Q 1 → 2 = m u 2 - u 1 + W 1 → 2

A variação de energia interna é nula, portanto:

Q 1 → 2 = W 1 → 2

Q 1 → 2 = m R T 1 ln ⁡ v 2 v 1

Q 1 → 2 = 1 0,287 1000 ln ⁡ 10

Temos que o calor transferido vale:

Q 1 → 2 = 660,84   k J

De posse deste dado, podemos calcular a variação de entropia:

∆ S = Q 1 → 2 T

Substituindo os dados, temos que:

∆ S = 660,84 1000

∆ S = 0,66084   k J / k g

Resposta

Q 1 → 2 = 660,84   k J

∆ S = 0,66084   k J / k g

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