c c podem ser eliminados e os dois calores específicos

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1 ENERGIA INTERNA, ENTALPIA E CALORES ESPECÍFICOS DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS Uma substância cujo volume específico (ou densidade) é constante é chamada de substância incompressível. Os volumes específicos de sólidos e líquidos permanecem essencialmente constantes durante um processo Portanto, para sólidos e líquidos, os subíndices de c p e c c podem ser eliminados e os dois calores específicos podem ser representados por um único símbolo c.

2 ENERGIA INTERNA, ENTALPIA E CALORES ESPECÍFICOS DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS Uma substância cujo volume específico (ou densidade) é constante é chamada de substância incompressível. Os volumes específicos de sólidos e líquidos permanecem essencialmente constantes durante um processo Portanto, para sólidos e líquidos, os subíndices de c p e c v podem ser eliminados e os dois calores específicos podem ser representados por um único símbolo c. Os valores do calor específico de vários líquidos e sólidos comuns são mostrados na Tab. A 3.

3 Variações de energia interna Assim como nos gases ideais, os calores específicos de substâncias incompressíveis dependem somente da temperatura. Para intervalos de temperatura pequenos, o valor c para uma temperatura média pode ser usado

4 Variações de entalpia Usando a definição de entalpia: Observando que v = constante, a forma diferencial da variação da entalpia de substâncias incompressíveis pode ser determinada por diferenciação como: Integrando:

5 Variações de entalpia Para os sólidos: 0 Para os líquidos, o encontrados comumente dois casos especiais : 1. Processos a pressão constante, como em aquecedores: 2. Processos a temperatura constante, como em bombas: Para um processo entre os estados 1 e 2, a última equação pode ser escrita como:

6 Exemplo 10: Resfriamento de um bloco de ferro pela água Um bloco de ferro de 50 kg a 80 C é mergulhado em um tanque termicamente isolado que contém 0,5 m3 de água líquida a 25 C. Determine a temperatura quando o equilíbrio térmico for atingido.

7 Problemas propostos: Capítulo 4: 50; 52; 67; 71; 73; 79; 81; 82; 91; Çengel, Yunus A. Termodinâmica. 7. ed.

8 Exercício Çengel O quarto de uma estudante possui dimensões de 4 m x 6 m x 6 m. Ela liga um ventilador de 150 W antes de deixar o quarto em um dia de verão, esperando que o mesmo esteja mais fresco quando ela voltar à noite. Considerando que todas as portas e janelas estejam bem fechadas e descartando qualquer transferência de calor pelas paredes e janelas, determine a temperatura da sala quando a estudante voltar 10 horas mais tarde. Use valores de calor específico à temperatura ambiente e considere que a sala está a 100 kpa e 15 C quando a estudante sai de manhã.

9 Exercício Çengel Um arranjo pistão-cilindro inicialmente contém 1,5 kg de nitrogênio a 100 kpa e 17 C. O nitrogênio é então comprimido lentamente, em um processo politrópico para o qual PV 1,3 = constante, até que o volume seja reduzido à metade. Determine o trabalho realizado e o calor transferido nesse processo.

10 Exercício Çengel Argônio está contido em um cilindro equipado com um pistão. Inicialmente, o argônio está a 100 kpa e 27 C, ocupando um volume de 0,4 m 3. O argônio é então comprimido enquanto a temperatura é mantida constante, até que seu volume seja de 0,2 m 3. Em seguida, o argônio expande-se, enquanto a pressão é mantida constante até que o volume seja de 0,6 m 3. a) Esboce ambos os processos em um único diagrama P-V mostrando a direção dos processos e identifique os estados finais como 1, 2, e 3. b) Determine a quantidade total de calor líquido transferido para o argônio, em kj, durante os processos combinados.

11 Exercício Çengel Esferas de aço-carbono (ρ = 7,833 kg/m 3 e c p = 0,465 kj/kg C) de 8 mm de diâmetro são recozidas por aquecimento a 900 C em um forno e, depois, por resfriamento lento até 100 C no ar ambiente a 35 C. Se esferas tiverem de ser recozidas por hora, determine a taxa total de transferência de calor das esferas para o ar ambiente.