1- Um tanque rígido com volume de 1 m³ contém ar a 1 MPa e 400 K. O tanque está conectado a uma linha de ar comprimido do modo mostrado na figura a...

Para resolver este problema, podemos utilizar a equação dos gases ideais, que relaciona a pressão, o volume, a temperatura e a quantidade de matéria de um gás. A equação é dada por: PV = nRT Onde: P = pressão V = volume n = quantidade de matéria (em mol) R = constante dos gases ideais (R = 8,31 J/mol.K) T = temperatura Antes do processo de enchimento, temos: P1 = 1 MPa V1 = 1 m³ T1 = 400 K Podemos calcular a quantidade de matéria n1 do ar no tanque utilizando a equação dos gases ideais: n1 = P1 * V1 / (R * T1) n1 = 1 * 1 / (8,31 * 400) n1 = 0,0003 mol A massa m1 do ar no tanque antes do processo de enchimento pode ser calculada a partir da quantidade de matéria e da massa molar do ar: m1 = n1 * M Onde: M = massa molar do ar (M = 28,97 g/mol) m1 = 0,0003 * 28,97 m1 = 0,0087 g Durante o processo de enchimento, a pressão do ar no tanque aumenta de 1 MPa para 5 MPa, enquanto a temperatura permanece constante em 400 K. Podemos utilizar a equação dos gases ideais novamente para calcular a quantidade de matéria n2 do ar no tanque após o processo de enchimento: n2 = P2 * V1 / (R * T1) Onde: P2 = pressão final (P2 = 5 MPa) n2 = 5 * 1 / (8,31 * 400) n2 = 0,0015 mol A massa m2 do ar no tanque após o processo de enchimento pode ser calculada a partir da quantidade de matéria e da massa molar do ar: m2 = n2 * M m2 = 0,0015 * 28,97 m2 = 0,0435 g Portanto, a massa de ar antes do processo de enchimento é de 0,0087 g e a massa de ar após o processo de enchimento é de 0,0435 g. Se a temperatura do ar no tanque carregado cair para 300 K, podemos utilizar novamente a equação dos gases ideais para calcular a pressão final P3: P3 = n2 * R * T3 / V1 Onde: T3 = temperatura final (T3 = 300 K) P3 = 0,0015 * 8,31 * 300 / 1 P3 = 3,73 MPa Portanto, a pressão do ar no tanque carregado a 300 K será de 3,73 MPa.