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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 44

44 Inicialmente, um conjunto cilindro – pistão contém fluido refrigerante R-134a a 0,5 MPa e 50°C. Um processo de compressão isotérmico é realizado e o refrigerante atinge o estado de vapor saturado. Determine o trabalho específico e a transferência de calor específica nesse processo.

Passo 1

Bom... vamos lá... pra essa questão vamos precisar da equação de energia na forma específica, né...

Δ u = q - w

E também, considerando processo reversível, já que é isotérmico, calculamos a transferência de calor por:

q = T Δ s

E também usar as tabelas lá do final do livro.

Passo 2

Pra essa temperatura e pressão iniciais nós temos vapor superaquecido, né... então vamos olhar na tabela B.5.2:

- a energia interna específica:

u 1 = 425,91   k J / k g

- a entropia específica:

s 1 = 1,827   k J / k g   K

Já pro estado final vamos mudar de tabela porque vamos ter somente vapor saturado. Usando então a tabela B.5.1 para ver os dados do estado final:

- a energia interna específica:

u 2 = 403,98   k J / k g

- a entropia específica:

s 2 = 1,7088   k J / k g K

Passo 3

Já temos tudo pra calcular o que queremos, de fato, né... Lembrando que precisamos mudar a temperatura pra Kelvin, heim... ( T K = T C + 273,15 )

Para a transferência de calor específica:

q = T Δ s

q = 50 + 273,15 × 1,7088 - 1,827

q = - 38,18   k J / k g

E para o trabalho:

Δ u = q - w

403,98 - 415,91 = - 38,18 - w

w = - 26,25   k J / k g

Resposta

w = - 26,25   k J / k g

q = - 38,18   k J / k g

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