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Enunciado

Termodinâmica - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 34

Considere o vapor no seguinte estado próximo da linha de saturação: p 1 ,   T 1 = ( 1,31   M P a ,   290   ° C ) . Calcule e compare, para um gás ideal (Tabela A . 4 ) e para as tabelas de vapor (ou o aplicativo E E S ), (a) a massa específica ρ 1 e (b) a massa específica ρ 2 se o vapor se expande isentropicamente a uma nova pressão de 414   k P a . Discuta os seus resultados.

Passo 1

a)

Essa é bem simples, vamos matar ela rapidinho.

Primeiro vamos coletar os dados!

Da tabela A . 4 para o vapor: k ≈ 1,33 ; E R ≈ 461 m 2 s 2 ⋅ K , T 1 = 563   K

ρ 1 = p 1 R T 1 = 1.310.000   P a 461 m 2 s 2 ⋅ K ⋅ 563   K

ρ 1 = 5,05   k g m 3

Passo 2

b)

Agora calculando ρ 2 temos:

ρ 2 ρ 1 = p 2 p 1 1 k → ρ 2 = ρ 1 ⋅ p 2 p 1 1 k

ρ 2 = 5,05   k g m 3 ⋅ 414   k P a 1310   k P a 1 1,33

ρ 2 = 2,12   k g m 3

Encontrando na tabela de vapor, nós temos:

ρ 1   r e a l = 5,05   k g m 3 ;   ρ 2 = 2,1 6   k g m 3

O erro é de 3 % , o que é considerado aceitável, ainda mais levando em conta que a expansão estava próxima a linha de saturação.

Isso é tudo pessoal, conseguimos mais uma! \o/

Resposta

a)

ρ 2 = 2,12   k g m 3

b)

ρ 2 = 2,12   k g m 3

ρ 1   r e a l = 5,05   k g m 3 ;   ρ 2 = 2,16   k g m 3

O erro é de 3 % , o que é considerado aceitável, ainda mais levando em conta que a expansão estava próxima a linha de saturação.

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