Dióxido de carbono pesando t=4,4 kg sob uma pressão de 10 MPa em

Dado: dióxido de carbono com massa t=4,4 kg; pressão inicial P1=10 MPa; temperatura inicial T1=87°C; taxa de compressão V2/V1=1/20.

Vamos encontrar a temperatura final do gás. Para isso, utilizamos a equação do processo adiabático: (P1V1^γ)/(γ-1) = (P2V2^γ)/(γ-1), onde γ=1,4 é o expoente adiabático.

Vamos prosseguir para encontrar a pressão final P2. Primeiro, vamos encontrar a relação entre os volumes de gás antes e depois da compressão: V2/V1=1/20. Portanto, V2=V1/20.

Vamos substituir o valor encontrado de V2 na equação do processo adiabático e encontrar a pressão final do gás: P2=P1*(V1/V2)^γ=P1*(20)^1,4=475,5 MPa.

Para determinar o incremento na energia interna do gás, utilizamos a fórmula: ΔU=CvΔT, onde Cv=0,657 kJ/(kgK) - capacidade calorífica específica a volume constante.

Vamos encontrar o incremento da temperatura do gás. Para fazer isso, usamos a equação: P1V1/T1=P2V2/T2. A partir daqui obtemos: T2=T1P2V2/(P1*V1)=510,3 K. Portanto, ΔT=T2-T1=423,3 K.

Agora podemos encontrar o incremento na energia interna do gás: ΔU=CvΔT=0,657423,3=278,3kJ.

Finalmente, vamos encontrar o trabalho realizado pelo gás. Para fazer isso, usamos a fórmula: A=CpΔT, onde Cp=0,844 kJ/(kgK) - capacidade térmica específica a pressão constante.

Gás de trabalho: A=CpΔT=0,844423,3=356,9kJ.

Assim, a temperatura final do gás é 510,3 K, a pressão final é 475,5 MPa, o incremento na energia interna é 278,3 kJ e o trabalho realizado pelo gás é 356,9 kJ.

Descrição do produto

Nome do item: dióxido de carbono

Peso: t = 4,4 kg

Pressão: 10MPa

Descrição: O dióxido de carbono é uma mercadoria digital que pode ser usada em diversos cálculos científicos e técnicos. Pode ser utilizado para simular diversos processos associados a reações químicas, bem como para estudar as propriedades dos gases.

Este produto é um item digital e será entregue a você eletronicamente após sua compra.

Características do produto:

• Peso: t = 4,4 kg
• Pressão: 10MPa
• Temperatura: 87ºC
• Taxa de compressão: V2/V1=1/20

Aplicativo:

O dióxido de carbono pode ser utilizado em diversos cálculos científicos e técnicos relacionados ao estudo das propriedades dos gases e reações químicas. Pode ser útil para estudantes e profissionais das áreas de química, física e engenharia.

O dióxido de carbono pesando t=4,4 kg sob pressão P1=10 MPa e temperatura T1=87°C é comprimido adiabaticamente até 1/20 do seu volume inicial. É necessário determinar a temperatura final, a pressão do gás, o incremento da energia interna e o trabalho realizado pelo gás.

Para resolver o problema, usamos a equação do processo adiabático para um gás ideal:

(P1V1^γ)/(γ-1) = (P2V2^γ)/(γ-1),

onde γ=1,4 é o índice adiabático.

Vamos encontrar a relação entre os volumes de gás antes e depois da compressão: V2/V1=1/20. Portanto, V2=V1/20. Vamos substituir o valor encontrado de V2 na equação do processo adiabático e encontrar a pressão final do gás:

P2=P1*(V1/V2)^γ=P1*(20)^1,4=475,5 MPa.

Para determinar a temperatura final, usamos a equação:

P1V1/T1=P2V2/T2.

A partir daqui obtemos:

T2=T1P2V2/(P1*V1)=510,3 K.

Portanto, a temperatura final do gás é 510,3 K.

Para determinar o incremento na energia interna de um gás, usamos a fórmula:

ΔU=CvΔT,

onde Cv=0,657 kJ/(kgK) é a capacidade calorífica específica a volume constante. Vamos encontrar o incremento da temperatura do gás:

ΔT=T2-T1=423,3 К.

Agora podemos encontrar o incremento na energia interna do gás:

ΔU=CvΔT=0,657*423,3=278,3 kJ.

Finalmente, vamos encontrar o trabalho realizado pelo gás. Para fazer isso usamos a fórmula:

A=CpΔT,

onde Cp=0,844 kJ/(kgK) é a capacidade calorífica específica a pressão constante.

Gás de trabalho:

A=CpΔT=0,844*423,3=356,9 kJ.

Assim, a temperatura final do gás é 510,3 K, a pressão final é 475,5 MPa, o incremento na energia interna é 278,3 kJ e o trabalho realizado pelo gás é 356,9 kJ.

O produto “Dióxido de Carbono” é um produto digital que pode ser utilizado em cálculos científicos e técnicos relacionados ao estudo das propriedades de gases e reações químicas. Pode ser útil para estudantes e profissionais das áreas de química, física e engenharia. Este produto é um item digital e será entregue a você eletronicamente após sua compra.

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Existe dióxido de carbono pesando 4,4 kg sob uma pressão de 10 MPa e uma temperatura de 87°C. O gás é comprimido adiabaticamente até 1/20 do seu volume inicial. É necessário determinar a temperatura final, a pressão do gás, o incremento da energia interna e o trabalho realizado pelo gás.

Para resolver o problema, usamos a equação de estado de um gás ideal:

pV = mRT,

onde p é a pressão do gás, V é o seu volume, m é a massa do gás, R é a constante universal do gás, T é a temperatura absoluta do gás.

A partir do problema sabemos a pressão inicial p1 = 10 MPa, a temperatura inicial T1 = 87°C = 360,15 K, a massa inicial m = 4,4 kg e a taxa de compressão α = 1/20.

Vamos encontrar o volume inicial V1 do gás:

p1V1 = mRT1,

V1 = mRT1/p1 = 4,4287360,15/(10*10^6) = 0,0447m^3.

O volume final V2 do gás é igual a:

V2 = α*V1 = (1/20)*0,0447 = 0,00223 м^3.

Para um processo adiabático a seguinte equação é satisfeita:

p1V1^γ = p2V2^γ,

onde γ é o expoente adiabático.

Para dióxido de carbono γ = 1,4. Da equação obtemos a pressão final p2:

p2 = p1*(V1/V2)^γ = 10*(0,0447/0,00223)^1,4 ≈ 1,17 GPa.

Agora vamos encontrar a temperatura final T2. Para um processo adiabático a seguinte equação é satisfeita:

T1/T2 = (p2/p1)^((γ-1)/γ),

onde

T2 = T1*(p2/p1)^((γ-1)/γ) = 360,15*(1,17/10)^((1,4-1)/1,4) ≈ 318,4 K .

O incremento na energia interna pode ser determinado pela fórmula:

ΔU = (γ/(γ-1))pV*(T2-T1),

onde p e V são a pressão e o volume médios do gás no processo.

A pressão média do gás é:

p = (p1V1 ^ γ + p2V2^γ)/(V1^γ + V2^γ) ≈ 4,21 ГPa.

O volume médio de gás é:

V = (V1 + V2)/2 = 0,023 m^3.

Então o incremento da energia interna é igual a:

ΔU = (1,4/(1,4-1))4,2110^90,023(318,4-360,15) ≈ -7,17*10^7 J.

O sinal negativo significa que a energia interna do gás diminuiu.

O trabalho realizado pelo gás é:

UMA=p1V1 - p2V2 ≈ 9,77*10^6J.

Responder: Pressão final do gás p2 ≈ 1,17 GPa, temperatura final T2 ≈ 318,4 K. Incremento de energia interna ΔU ≈ -7,1710 ^ 7 J. Trabalho realizado pelo gás A ≈ 9,7710 ^ 6 J.

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