Pregunta
66 Um gás contido em um sistema pistão-cilindro é submetido a um processo com a relação entre pressão e volume especifico
constante. A massa do gás é
e os seguintes dados são conhecidos:
. Durante o processo, a transferência de calor do gás é
.
Desconsidere as variações de energia cinética e potencial e determine a variação de energia interna especifica do gás, em
Btu/lb.
Desconsidere as variações de energia cinética e potencial e determine a variação de energia interna especifica do gás, em
Btu/lb.
Ask by Garrett Carrillo. in Brazil
Jan 11,2025
Solución de inteligencia artificial de Upstudy
Respuesta verificada por el tutor
Responder
A variação da energia interna específica do gás é de aproximadamente –4,55 Btu/lb.
Solución
Para determinar a variação da energia interna específica (
) do gás, seguiremos os passos abaixo utilizando a primeira lei da termodinâmica para um sistema fechado:
1. Primeira Lei da Termodinâmica
Onde:
-
é a variação da energia interna. -
é a transferência de calor. -
é o trabalho realizado pelo sistema.
2. Determinação do Trabalho
O processo segue uma relação polinomial
, onde
.
A expressão para o trabalho em um processo polinomial é:
Passos para calcular
:
-
Conversão das Unidades de Pressão:
-
-
Determinação de
usando a relação :
- Cálculo do Trabalho
:
3. Cálculo da Variação da Energia Interna
Dado que a transferência de calor
é do gás (saída), consideramos
.
4. Determinação da Variação da Energia Interna Específica
Com a massa do gás
:
Resposta Final
A variação da energia interna específica do gás é aproximadamente –4,55 Btu/lb.
Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional
Como
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Bonus Knowledge
Para resolver este problema, podemos utilizar a primeira lei da termodinâmica, que diz que a variação da energia interna do sistema é igual à quantidade de calor trocada com o sistema menos o trabalho realizado. De acordo com a equação:
onde:
-
é a variação da energia interna, -
é a transferência de calor, -
é o trabalho realizado.
Para calcular o trabalho realizado sobre o gás durante o processo, utilizamos a relação de pressão e volume especifico fornecida. Como temos um processo polinômico, podemos usar a fórmula
. A relação de
e
é dada como
, que podemos usar para determinar as pressões nos volumes correspondentes.
Primeiro, vamos determinar
utilizando a relação de pressões:
Substituindo os valores de pressão e volume conhecidos, você consegue encontrar
. Depois de determinar
, podemos calcular o trabalho realizado e substituí-lo na equação da variação da energia interna.
Agora, seguindo esses passos, você encontrará a variação de energia interna específica, em Btu/lb, após calcular
e
. Um aspecto interessante da termodinâmica é como variáveis simples como pressão e volume podem nos dar insights profundos sobre a energia interna de um sistema!

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