Num processo industrial, deseja-se aquecer uma massa de 500 g de oxigênio de 10ºC para 220ºC. A equipe de engenharia discute a quantidade de calor ...

Question

Num processo industrial, deseja-se aquecer uma massa de 500 g de oxigênio de 10ºC para 220ºC. A equipe de engenharia discute a quantidade de calor que deve ser transferida ao processo em duas situações: a) processo isobárico e b) processo a volume constante. Para os cálculos foram adotados para o oxigênio cp = 0,941 kJ/(kg.K) e cv =0,681 kJ/(kg.K). Assinale a alternativa que corresponde à conclusão correta da equipe de engenharia.

a. Isobárico: 98,8 kJ e Isovolumétrico: 200 kJ.
b. Isobárico: 321 kJ e Isovolumétrico: 321 kJ.
c. Isobárico: 98,8 kJ e Isovolumétrico: 71,5 kJ.
d. Isobárico: 71,5 kJ e Isovolumétrico: 71,5 kJ.
e. Isobárico: 71,5 kJ e Isovolumétrico: 100 kJ.

Ed · Answer

Vamos analisar as duas situações:

a) Processo isobárico:
Q = m * cp * ΔT
Q = 0,5 kg * 0,941 kJ/(kg.K) * (220ºC - 10ºC)
Q = 0,5 * 0,941 * 210
Q = 98,805 kJ

b) Processo a volume constante:
Q = m * cv * ΔT
Q = 0,5 kg * 0,681 kJ/(kg.K) * (220ºC - 10ºC)
Q = 0,5 * 0,681 * 210
Q = 71,505 kJ

Portanto, a conclusão correta da equipe de engenharia é:
c. Isobárico: 98,8 kJ e Isovolumétrico: 71,5 kJ.

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