O ar encontra-se contido em uma montagem vertical cilindro-pistão equipada com um resistor elétrico.

O ar encontra-se contido em uma montagem vertical
cilindro-pistão equipada com um resistor elétrico. A
atmosfera exerce uma pressão de 14,7 lb/in2 na
superfície superior do pistão, que tem uma massa de 100
lb e uma área de superfície de 1 ft2. Uma corrente elétrica
passa através do resistor e o volume do ar aumenta
lentamente de 1,6 ft3 enquanto sua pressão se mantém
constante. A massa de ar é 0,6 lb e sua energia interna
específica aumenta de 18 Btu/lb.
O ar e o pistão estão em repouso no início e no fim do
processo. O material do pistão-cilindro é um composto
cerâmico e, assim, um bom isolante. O atrito entre o
pistão e a parede do cilindro pode ser desprezado e a
aceleração local da gravidade é g=32,0 ft/s2.
Determine a transferência de calor do resistor para o ar,
em Btu, para um sistema composto de (a) apenas ar, (b) ar
e pistão.