Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 127
127 Um tanque rígido com volume igual a 10 litros contém 5 kg de água a 25°C. Esta água é, então, aquecida até 175°C, utilizando-se uma bomba de calor que recebe calor do ambiente. Sabendo que a temperatura do ambiente é 25°C e que o processo é reversível, determine a transferência de calor para a água e o trabalho consumido na bomba de calor.
Passo 1
Nessa questão vamos usar a equação da energia:
A equação da entropia:
E o trabalho da bomba:
Passo 2
No estado 1 a gente já pode começar calculando o volume específico:
Bom... olhando na tabela B.1.1, na linha de 25°C a gente vê que , então temos duas fases.
Calculando o títutlo:
E daí calculando a energia interna:
E também a entropia:
Passo 3
No estado 2, como o volume é fixo, então:
Olhando na tabela B.1.1, na linha de 25°C a gente vê que , então temos duas fases.
Calculando o títutlo:
Daí calculamos a energia interna:
E a entropia:
Passo 4
Na equação da energia, o trabalho é nulo (o volume não muda e tals) e encontramos a transferência de calor para a água:
E na equação de entropia achamos o calor que a bomba recebe do ambiente:
Daí podemos calcualr o trabalho da bomba: