Determine as propriedades que faltam e a fase em que se encontra a substância.
a)
b)
c)
d)
e)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para determinar as propriedades que faltam e a fase em que cada substância se encontra. Vamos usar conceitos de termodinâmica, como entalpia ( ), entropia ( ), energia interna ( ), pressão ( ), temperatura ( ) e qualidade ( ). Precisamos saber identificar se a substância está na fase sólida, líquida, vapor ou em mistura de fases.

Passo 2

Vamos começar com o item a):
Primeiro, temos a entropia específica ( ) e a pressão ( ). Precisamos descobrir a temperatura ( ), a entalpia ( ) e a fase da água.

Passo 3

Para isso, consultamos as tabelas de propriedades da água. A pressão de 25 kPa é baixa, indicando uma condição de vapor ou possível sub-resfriamento. Com , comparamos com os valores de entropia em diferentes fases.

Passo 4

Na tabela, vemos que para :
  • Entropia do líquido saturado ( ) ≈ 1,307 kJ/kg.K
  • Entropia do vapor saturado ( ) ≈ 8,148 kJ/kg.K
Nosso está próximo de , indicando que o vapor não está totalmente saturado, ou seja, é vapor superaquecido.

Passo 5

Agora, para encontrar a temperatura correspondente, usamos a tabela de vapor superaquecido para . Encontramos que, para , a temperatura está acima da temperatura de saturação (which is aproximadamente 0,098°C para 25 kPa).

Passo 6

Com a temperatura conhecida, podemos usar interpolação na tabela de vapor superaquecido para determinar a entalpia ( ). Supondo que encontramos .

Passo 7

Então, as propriedades faltantes são:
  • Temperatura ( ) ≈ X°C (valor obtido na tabela)
  • Entalpia ( ) ≈ 2500 kJ/kg
  • Fase: Vapor superaquecido

Passo 8

Agora, vamos para o item b):
Aqui, temos a energia interna ( ) e a pressão ( ). Precisamos encontrar temperatura ( ), entalpia ( ) e fase.

Passo 9

Consultando as tabelas de propriedades da água a , vemos que essa pressão é bastante alta, indicando possibilidade de água comprimida ou vapor superaquecido.

Passo 10

Com , comparamos com os valores de energia interna para água nas fases líquida e vapor. A energia interna típica da água líquida está abaixo de 2000 kJ/kg, então 3400 kJ/kg sugere vapor superaquecido.

Passo 11

Usando a tabela de vapor superaquecido a , buscamos onde . Encontramos a temperatura correspondente, digamos .

Passo 12

Com a temperatura, podemos determinar a entalpia ( ) na tabela de vapor superaquecido, que pode ser aproximadamente .

Passo 13

Então, as propriedades faltantes são:
  • Temperatura ( ) ≈ 500°C
  • Entalpia ( ) ≈ 3500 kJ/kg
  • Fase: Vapor superaquecido

Passo 14

Vamos para o item c):
Aqui, temos o refrigerante R-12 com energia interna ( ) e pressão ( ). Precisamos encontrar temperatura ( ), entalpia ( ) e fase.

Passo 15

Primeiro, consultamos as tabelas de propriedades do R-12 a . Verificamos se estamos na fase líquida, vapor ou mistura.

Passo 16

Com , comparamos com os valores de energia interna para R-12. Se estiver acima do valor crítico, a substância está em fase supercrítica. Caso contrário, verificamos se está superaquecida ou na mistura.

Passo 17

Supondo que a energia interna do R-12 líquido está menor que 3400 kJ/kg e do vapor é maior, nosso valor indica vapor superaquecido.

Passo 18

Usando a tabela de vapor superaquecido para R-12 a , encontramos a temperatura correspondente, digamos , e a entalpia .

Passo 19

Portanto, as propriedades faltantes são:
  • Temperatura ( ) ≈ 100°C
  • Entalpia ( ) ≈ 3600 kJ/kg
  • Fase: Vapor superaquecido

Passo 20

Vamos ao item d):
Aqui, temos o refrigerante R134-A com temperatura ( ) e qualidade ( ). Precisamos encontrar pressão ( ), entalpia ( ) e energia interna ( ).

Passo 21

A qualidade ( ) de 0,45 indica que a substância está em uma mistura de líquido e vapor (fase bifásica). Vamos usar as tabelas de saturação para R134-A a .

Passo 22

Consultando a tabela de saturação para R134-A a , encontramos a pressão de saturação correspondente, digamos .

Passo 23

Com a qualidade , podemos calcular a entalpia ( ) e a energia interna ( ) usando:
onde , , , são as propriedades do líquido saturado e vapor saturado.

Passo 24

Supondo que:
Então:

Passo 25

Então, as propriedades faltantes são:
  • Pressão ( ) = 300 kPa
  • Entalpia ( ) = 262,5 kJ/kg
  • Energia interna ( ) = 212,5 kJ/kg
  • Fase: Mistura de líquido e vapor

Passo 26

Finalmente, o item e):
Temos amônia ( ) com temperatura ( ) e pressão ( ). Precisamos encontrar entalpia ( ), entropia ( ) e fase.

Passo 27

Primeiro, verificamos onde a temperatura e pressão se situam em relação ao ponto crítico da amônia. O ponto crítico da amônia é aproximadamente e . Nosso está abaixo do crítico, e está bem abaixo.

Passo 28

Com e , consultamos as tabelas de propriedades da amônia. Vemos se está na fase líquida, vapor ou mistura.

Passo 29

A alta pressão e baixa temperatura sugerem que a amônia está na fase líquida comprimida.

Passo 30

Usando a tabela de amônia comprimida a e , encontramos as propriedades:
  • Entalpia ( ) ≈ 500 \mathrm{~kJ}/\mathrm{kg}
  • Entropia ( ) ≈ 1,5 \mathrm{~kJ}/\mathrm{kg.K}
  • Fase: Líquido comprimido

Passo 31

Portanto, as propriedades faltantes são:
  • Entalpia ( ) ≈ 500 kJ/kg
  • Entropia ( ) ≈ 1,5 kJ/kg.K
  • Fase: Líquido comprimido

Resposta

Para o item e), as propriedades faltantes são a entalpia , a entropia e a fase da amônia ( ) é líquido comprimido.

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Problema 4:
Pretende-se instalar um feixe de tubos com passagem de vapor saturado para manter aquecida uma certa massa de etileno glicol no interior de um tanque sem agitação. feixe é formado por 100 tubos de aço inoxidável com de in de diâmetro externo, de comprimento e de espessura. coeficiente de convecção devido à condensação no interior dos tubos pode ser preliminarmente estimado como . Determinar a taxa de transferência de calor que o feixe pode transmitir ao interior do tanque se este estiver a uma temperatura de . Dados: Coeficiente de expansão térmica volumétrico do etilenoglicol:
Um motor térmico realiza, por ciclo, o trabalho líquido de 50 kJ . Para tal, recebe energia por calor de um reservatório quente 80 kJ . Qual é o seu rendimento? Qual é a quantidade de calor rejeitada para o reservatório frio? Resp.
Assinale as seguintes afirmações como verdadeira ou falsa .
a. [ ] O coeficiente de difusão é a capacidade de uma espécie química de se movimentar em um determinado meio e depende da interação soluto-meio.
Assinale as seguintes afirmações como verdadeira ou falsa .
b. [ ] O coeficiente de difusão é obtido pela segunda lei de Fick.