Um tanque rígido e isolado, com 20 de volume, é preenchido inicialmente por ar a 10 bar, 500 K. Um vazamento se desenvolve e o ar escapa lentamente, até que a pressão do ar que permanece no tanque é de 5 bar. Empregando o modelo de gás ideal com para o ar, determine a quantidade de massa que permanece no interior do tanque, em kg, e sua temperatura, em K.
Passo 1
Simbora resolver essa!
Temos para o ar . Vamos achar a massa presente no sistema, teremos:
Por termos um sistema fechado, com volume constante, não há irreversibilidades e não ocorre transferência de calor, assim, , portanto, um processo isentrópico! Assim, pela relação de processo isentrópico a seguir conseguimos achar a temperatura final, olha:
Passo 2
Pelo vazamento perdemos massa, certo?! Então vão lá! Teremos a massa final sendo:
Com o volume constante,
Resposta
A massa final no tanque é 84,95 kg.