Question

Um conjunto cilindro-pistão contém um quilograma de ar. Inicialmente, a pressão e a temperatura são iguais a 400 kPa e 600 K. O ar é então expandido até a pressão de 150 kPa num processo adiabático e reversível. Determine o trabalho realizado pelo ar.

Answer 1

Resposta:

1.150 eu acho que e se eu entendi bem

Explicação:

Answer 2

Resposta:  Neste caso temos 2 estados..

Você poderá utilizar a seguinte equação:

$S_{2} -S_{1}= S_{t2}-S_{t1}-R*ln(P_{2}/P_{1})$

Como o processo é reversível, logo entropia 1 = entropia 2, ou seja $S_{1}=S_{2}$, e como não temos variação de calor, ou seja processo adiabático, $S_{2}-S_{1}=0$. Sendo assim utilizaremos a mesma equação para definir o $S_{t2}$.

$S_{t2}=S_{t1}-R*ln(P_{2}/P_{1})\\\\S_{t2}= 7,57638+0,287*ln (150/400)\\\\S_{t2}= 7,2949 \frac{KJ}{KG.K}$

O valor de $S_{t1}$ pode ser encontrado nas tabela de termodinâmica A, conforme a temperatura 1, em Kelvin para o Ar.

O R é a constante do gás, no caso o ar, também da tabela A.

O valor da energia interna do estado 1 também pode encontrado na tabela de acordo com a temperatura 1, aproximadamente $435,10 \frac{KJ}{KG}$

De posse do valor de $S_{t2}$, é possível ver pela tabela, que o valor de energia interna que buscamos para o estado 2, está entre as temperaturas 440 e 460K, logo existe a necessidade de interpolar (método utilizado quando o valor que se busca não está escrito na tabela, mas sabemos que o valor existe).

Faça a interpolação com os valores de energia interna correspondentes aos valores de temperatura acima: 440 e 460K. A interpolação será com os valores de energia interna e valores de $S_{t}$... que na tabela está com o número 0 acima do t.

Para energia interna no estado 2 ($u_{2}$), após a interpolação, encontraremos um valor aproximado de $328,14 \frac{KJ}{KG}$  

Agora nos resta utilizar a 1° Lei da Termodinâmica - Conservação de Energia - para descobrirmos o trabalho realizado pelo ar.

$Q+m_{1} u_{1}=m_{2} u_{2} +W$

Q= calor, que neste caso é 0;  W= trabalho; u= energia interna e m=massa, que de acordo com o exercício é 1KG.

$W= m(u_{1} -u_{2})\\ W= 1(435,10-328,14)\\W= 106,96 KJ$

Explicação:  Espero ter ajudado.