Um reservatório isolado é dividido em dois compartimentos do mesmo tamanho conectados por uma válvula. Inicialmente, um dos compartimentos contem vapor d’água a e , e o outro se encontra em vácuo. A válvula é aberta e o vapor preenche a totalidade do volume. Determine
(a) a temperatura final, em .
(b) a quantidade de entropia gerada, em .
Passo 1
E aí, tudo bem? Bora matar essa questão, mas para isso vamos pra nossas considerações!
O sistema engloba a quantidade total de Ar
O sistema é isolado ou seja
Nosso esquema vai ser semelhante ao esquema da questão , entretanto um dos tanques vai estar no vácuo, assim:
Passo 2
a)
Agora que temos nossas considerações, vamos fazer o balanço de energia lembrando que o sistema e fechado logo não tem troca de calor nem trabalho sendo realizado!
Da consideração temos:
Para a situação final o volume final deve ser duas vezes maior que o volume inicial devido o aumento de um compartimento, desta forma:
Passo 3
a)
Como teremos um processo a com energia interna constante só precisamos averiguar nas tabelas os valores que sejam realistas as quedas de temperatura, pressão ainda mantendo a energia interna constante, visitando as tabelas temos:
Como o volume do sistema dobrou é esperado que a pressão caia pela metade, assim temos a peça chave para matarmos a questão!
Passo 4
b)
Agora encontrado os dados associados a entropia temos:
Isso é tudo pessoal, conseguimos mais uma! \o/
Resposta
𝑎)
b)