Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 46
46 Inicialmente, um conjunto cilindro – pistão contém água a 400 °C e 2,0 MPa. A água é então expandida, num processo adiabático reversível, com realização de 415,72 kJ de trabalho por quilograma de água. Determine a pressão e a temperatura no estado final desse processo. Construa as curvas do processo nos diagramas T-s e p-v.
Passo 1
Vamos lá... Não vamos precisar de muuuitas coisas, mas vamos fazendo aos poucos.
Como é um processo reversível, podemos usar a equação:
E também vamos usar a equação da energia (em termos específicos):
Passo 2
Bom... como é um processo adiabático, então não há troca de calor:
E nisso chegamos em:
E pro estado inicial vamos analisar. Vamos na tabela B.1.2 e ver qual a temperatura de saturação pra 2 MPa...
Humm... então em 400°C nós vamos ter vapor superaquecido, né..
Vamos ter que mudar pra tabela B.1.3, então, né... (pra 400°C e 2 MPa)
- a energia interna específica:
- a entropia específica:
Passo 3
Bom... nós temos a entropia específica final já, né:
E podemos calcular a energia interna específica final com a equação da energia:
Agora é a parte chatinha... com esses dois valores nós vamos ter que olhar de tabela em tabela pra ver em qual tabela tem esses dois valores na mesma linha e tals...
Pra nossa alegria não precisamos procurar muito...
Olhando na tabela B.1.2 a gente acha de cara:
Booom... então é um vapor saturado, né...
A pressão vai ser:
E a temperatura:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)