Question

Meio quilograma de um gás contido em uma montagem cilindro-pistão está
submetido a um processo a pressão constante de 4 bar iniciando em
v1=0,72m3/kg. Para o gás como um sistema, o trabalho é W= - 84kJ. Determine o
volume final do gás, em m3

Answer 1

Primeiro temos que converter a pressão para kPa

$4~bar=400kPa=400,000~Pa$

Desta forma:

$W=-\int\limits_{V_1}^{V_2}P~dV$

$-84,000=-(V_2-0.72)*400,000$

$0.21=(V_2-0.72)$

$\boxed{\boxed{V_2=0.93~m^3}}$

Só uma coisa a mais...

Realmente é uma expansão deste gás, porque o trabalho na notação de engenharia é negativo para expansões.

Answer 2

Resposta:

0,15 m^3

Explicação:

m = 0,5 Kg

W  = -84 KJ (o negativo indica compressão, pois a vizinhança está exercendo trabalho sobre o sistema)

Vi= 0,72 m^3/Kg

P = 4 bar

Inicialmente precisamos fazer algumas conversões:

P = (4 bar x (10^5 N/m^2) / 1 bar) = 4x10^5 N/m^2

W = -84 KJ = -84x10^3 J

O volume inicial indicado se trata do volume específico, sendo a indicação de volume por unidade de massa. Para encontrar o Volume Inicial Geral, fazemos:

v = Vi / m  =>  0,72 m^3/Kg = Vi / 0,5 Kg  =>  Vi = 0,36 m^3

W = ∫ PdV = P (Vf-Vi)

-84x10^3 = 4x10^5 (Vf - 0,36)

Vf = 0,15 m^3

A resposta enviada anteriormente acima está incorreta pois considera o volume específico como o volume geral e aplica diretamente à solução.