Questão 6
UNICAMP 2009
(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questão 6)
O aperfeiçoamento da máquina a vapor ao longo do século XVIII, que atingiu o ápice com o trabalho de James Watt, permitiu a mecanização do modo de produção, desempenhando papel decisivo na revolução industrial. A figura abaixo mostra o diagrama de pressão P versus volume V do cilindro de uma máquina a vapor contendo 1,0 mol de água. Os diferentes trechos do gráfico referem-se a:
água líquida é bombeada até a pressão
;
a temperatura da água é aumentada pela caldeira a pressão constante;
a água é vaporizada a pressão e temperatura constantes (
);
o vapor é aquecido a pressão constante, expandindo de
a
;
o vapor sofre expansão sem troca de calor, fazendo com que a temperatura e a pressão sejam reduzidas;
o vapor é condensado com a retirada de calor do cilindro a pressão constante.
a) No ponto 5 o vapor d’água se comporta como um gás ideal. Encontre a temperatura do vapor neste ponto. A constante universal dos gases é .
b) Calcule o trabalho realizado pelo vapor d’água no trecho de .
Gabarito:
Resolução:
a) Analisando o gráfico, temos para o ponto 5 temos
Assim:
b)