Refaça o Problema 2.1, considerando um recipiente isolado termicamente, que varie a sua temperatura juntamente com a água e possua uma capacidade calorífica equivalente a 5 kg de água. Resolva o problema de duas maneiras:
(a)Considere a água e o recipiente como o sistema.
(b) Considere somente a água como o sistema.
Passo 1
Item (a) água e recipiente como o sistema:
Podemos começar compreendendo a grandezas fornecidas pelo problema.
→ massa do peso que faz o agitador girar.
→ altura do acionamento do agitador
Podemos calcular o trabalho utilizando o teorema da energia potencial que diz:
Dizemos que a energia interna total é o trabalho realizado no sistema:
Agora para o item (c) precisaremos da variação de entalpia na forma diferencial:
Podemos integrar a equação da entalpia, considerando que o processo é a volume constante ficando:
Como no processo o volume é constante podemos zerar o último termo da integral, e conhecendo a variação de entalpia, , ficando assim:
Com os dados que o problema deu, podemos isolar a temperatura final:
Precisamos da primeira lei da termodinâmica, considerando que o processo está a volume constante trabalho não é realizado , como queremos retirar o calor necessário:
Passo 2
Item (b)
Item (a) água e recipiente como o sistema:
Podemos começar compreendendo a grandezas fornecida pelo problema.
→ massa do peso que faz o agitador girar.
→ altura do acionamento do agitador
Podemos calcular o trabalho utilizando o teorema da energia potencial que diz:
Dizemos que a energia interna total é o trabalho realizado no sistema:
Agora para o item (c) precisaremos da variação de entalpia na forma diferencial:
Podemos integrar a equação da entalpia, considerando que o processo é a volume constante ficando:
Como no processo o volume é constante podemos zerar o último termo da integral, e conhecendo a variação de entalpia, , ficando assim:
Com os dados que o problema deu, podemos isolar a temperatura final:
Precisamos da primeira lei da termodinâmica, considerando que o processo está a volume constante trabalho não é realizado , como queremos retirar o calor necessário:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)