Um balão que contém inicialmente 50 m3 de vapor de água a 100 kPa e 150 ° C, está ligado por uma válvula a um grande reservatório que fornece vapor...

Para calcular o trabalho de fronteira, é necessário calcular a variação de volume do balão e a pressão média durante o processo. Inicialmente, o balão contém 50 m³ de vapor de água a 100 kPa e 150 °C. A pressão absoluta é de 100 + 101,3 = 201,3 kPa. Quando a válvula é aberta, o vapor entra no balão até que a pressão se equilibre com a pressão do vapor na alimentação, que é de 150 kPa e 200 °C. A pressão absoluta é de 150 + 101,3 = 251,3 kPa. Como o volume do balão aumenta de forma linear com a pressão, podemos calcular a variação de volume usando a seguinte fórmula: ΔV = V2 - V1 = V1 * (P2 - P1) / Pm Onde: V1 = 50 m³ (volume inicial) P1 = 201,3 kPa (pressão inicial) V2 = ? P2 = 251,3 kPa (pressão final) Pm = (P1 + P2) / 2 (pressão média) Pm = (201,3 + 251,3) / 2 = 226,3 kPa ΔV = 50 * (251,3 - 201,3) / 226,3 = 5,55 m³ O trabalho de fronteira pode ser calculado usando a seguinte fórmula: W = Pm * ΔV W = 226,3 * 5,55 = 1255,7 kJ Portanto, a alternativa correta é a letra A) 125 kJ.