Para cada um dos itens, determine as propriedades especificadas.
c) Para amônia sob
bar e
, determine
e
em
.
c) Para amônia sob
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Precisamos encontrar a temperatura (em °C) e o volume específico (em m³/kg) da amônia quando ela está sob uma pressão de 5 bar e com uma energia interna específica (u) de 1400 kJ/kg. Vamos usar conceitos de termodinâmica para chegar nessas propriedades.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a energia interna específica (u) está relacionada à temperatura da substância. Para gases ideais, podemos usar a relação:
onde:
-
é a energia interna específica, -
é a capacidade calorífica a volume constante, -
é a temperatura em Kelvin.
Vamos precisar saber o valor de
para a amônia. Suponhamos que
kJ/kg·K para a amônia.
Passo 3
Agora, vamos rearranjar a fórmula para encontrar a temperatura:
Substituindo os valores:
Passo 4
Como a questão pede a temperatura em graus Celsius, vamos converter Kelvin para Celsius:
Passo 5
Agora, para encontrar o volume específico (v), podemos usar a equação dos gases ideais:
onde:
-
é a pressão, -
é o volume específico, -
é a constante específica do gás, -
é a temperatura.
Para a amônia,
é aproximadamente 0.769 kJ/kg·K.
Passo 6
Vamos rearranjar a equação para encontrar
:
Substituindo os valores:
Como 1 bar = 1 kPa para simplificação nas unidades:
Resposta
A temperatura da amônia é aproximadamente 24.72 °C e o volume específico é 0.458 m³/kg.