Soldagem

1. Um tanque isolado cujo volume é desconhecido está dividido em duas partes. No lado esquerdo, temos 0,01 m3 de ar à pressão de 0,8 MPa e temperatura ambiente, enquanto que o outro também contem 1 kg de ar mas à pressão de 1,2 MPa e temperatura de 55 C. A divisória é removida e o ar de um lado do tanque interage com o ar do outro lado do tanque. A condição final é de temperatura de 10 C e pressão de 120 kPa. Determine o volume total do tanque.

Solução: Como nada foi mencionado, vamos considerar que ar se comporta como gás perfeito, o que nos permitirá utilizar a equação de estado:
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Como não há massa atravessando as fronteiras do tanque (ao menos, elas não foram especificadas), a condição que irá ligar a condição inicial (massa nos dois lados do tanque) com a condição final (massas misturadas) é a lei de conservação de massa que declara que as massas se conservam, o que é uma excelente primeira observação. Assim, poderemos dizer: massa inicial = massa final que se traduz naturalmente por: massa lado esquerdo + massa lado direito massa final
Pela modelagem escolhida (gás perfeito), podemos escrever:

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Substituindo os valores, temos:

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cujo resultado indica um volume final de 0,74 m3/kg. O valor de R, constante do ar, é retirado das tabelas ou do próprio aplicativo mencionado acima.
Observação Importante: Da mesma forma que as pressões consideradas têm que ser definidas na escala absoluta, as temperaturas precisam ser definidas na escala Kelvin.
2. 1,5 kg de CO2 é aquecido em um recipiente mecanicamente isolado de volume 0,05 m3 desde a temperatura de -20 C até 90 C. Determine os estados inicial e final.

Solução: Iremos considerar, novamente, a modelagem de gás perfeito. A partir dessa escolha, podemos determinar as condições desejadas. No início, temos as seguintes informações:

• V = 0,05 m3 • m = 1,5 kg • Substância = CO2 • temperatura = t = -20 C = 253,15 K
Resolvendo, obtemos que P1