31 Um conjunto cilindro – pistão opera a pressão constante e, inicialmente, contém 0,2 kg de vapor saturado de água a 400 kPa. O conjunto é resfriado até que o volume da água se torne igual a metade do inicial. Determine o trabalho realizado nesse processo.

Passo 1

Hummm... essa questão é meio diferente, né... Mas vamos pensar.

Se tem vapor saturado já sabemos que vamos precisar usar a tabela lá do final, né. (como temos a pressão, pegamos a tabela em função da pressão)

E, como temos a pressão, vamos precisar usar a fórmula de trabalho:

W = P A Δ x

E, também, como o volume muda e tals...

Δ V = A Δ x

Passo 2

Vamos lá na tabela B.1.2 o volume específico de vapor saturado pra essa pressão:

v 1 = 0,4625   m 3 / k g

Pra achar o volume é só multiplicar pela massa, né:

V 1 = 0,2 × 0,4625

V 1 = 0,0925   m 3

Como o volume é reduzido à metade:

V 2 = V 1 2

V 2 = 0,04625   m 3

Passo 3

Pra calcular o trabalho podemos usar:

W = P Δ V

Onde:

Δ V = V 2 - V 1

Então o trabalho fica:

W = P V 2 - V 1

W = 400 × 10 3 × 0,04625 - 0,0925

W = - 18500   J

W = - 18,5   k J

Resposta

W = - 18,5   k J

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