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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 48

48- O R - 410 a é um fluido refrigerante recente. Sua composição, na base mássica, é 50 % de R - 32 e 50 % de R - 125 .

Um conjunto cilindro-pistão, que opera a pressão constante, contém 0.5   k g de R - 410 a . Inicialmente, a pressão e a temperatura no refrigerante são iguais a 250   k P a e 270   K .

Transfere-se calor ao refrigerante até que a temperatura atinja 320   K . Determine o trabalho e a transferência de calor nesse processo

Passo 1

Senhoras e Senhores, nesse momento, estamos fazendo parte da ciência, um composto nunca antes visto está para nascer e nós fomos selecionados para testar esse líquido.

Coletando as informações das substâncias na tabela A . 5 nós encontramos:

Pro R - 32 :

R = 0.1598   k J / k g K

c p = 0.822   k J / k g K

Pro R - 125 :

R = 0.06927   k J / k g K

c p = 0.791   k J / k g K

E como temos 50 % para cada um desses gases perfeitos na mistura então:

R m i s t u r a = 0.1598 × 0.5 + 0.06927 × 0.5 = 0.1145   k J / k g K

c p   m i s t u r a = 0.822 × 0.5 + 0.791 × 0.5 = 0.8065   k J / k g K

Para encontrar o c v da mistura basta fazer c v = c p - R

c v   m i s t u r a = 0.8062 - 0.1145 = 0.6917   k J / k g K

Passo 2

Pois dessa forma podemos encontrar o calor no processo com:

Q = m u 2 - u 1 + W = m c p ( T 2 - T 1 )

Já que Δ u + W = Δ u + p Δ V = Δ h ≈ c p Δ T

E o trabalho por:

W = P Δ V = m R Δ T

Então substituindo os valores que encontramos nós temos:

Q = m c p T 2 - T 1 = 0.5 × 0.8065 × 320 - 270 = 20.16   k J

W = m R Δ T = 0.5 × 0.1145 × 320 - 270 = 2.8625   k J

Essa é a beleza dos gases ideais, ela une todas os capítulos desse livro em fórmulas suscintas.

Next questions my Darling students!

Resposta

Q = 20.16   k J

W = 2.8625   k J

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