Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 33
33 Um conjunto cilindro – pistão contém 2 kg de amônia que, inicialmente, está a 1 MPa e 40 °C. A amônia, então, é aquecida, num processo a pressão constante, até que a temperatura atinja 100 °C. A transferência de calor para este processo é fornecida por uma máquina térmica reversível que utiliza um reservatório térmico a 200°C como fonte quente e o conjunto cilindro – pistão como fonte fria. Determine o trabalho fornecido pela máquina térmica durante o processo de aquecimento da amônia.
Passo 1
Nessa questão vamos usar a equação da energia:
A equação da entropia:
E o trabalho a pressão constante:
Ahhh.. e não podem faltar as tabelas do final do livro.
Passo 2
O trabalho do pistão é esse trabalho a pressão constante:
E arrumando a equação da entropia ficamos com:
Passo 3
E substituindo essas duas na equação da energia:
Lembrando que:
Então ficamos com:
Passo 4
Para o estado 1 temos amônia superaquecida a 1 MPa e 40°C, então pegamos na tabela B.2.2:
- a entalpia específica:
- a entropia específica:
Para o estado 2 temos amônia superaquecida a 1 MPa e 100°C, então pegamos na tabela B.2.2:
- a entalpia específica:
- a entropia específica:
Passo 5
Agora é só substituir tudo pra achar o trabalho fornecido pela máquina térmica: