Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 58
58 Inicialmente, um conjunto cilindro – pistão contém água a 250°C e 1,0 MPa. É realizado um processo adiabático até que a água atinja o estado de vapor saturado. Determine a temperatura final e o trabalho específico desse processo.
Passo 1
Vamos lá. Pra essa questão vamos precisar só de duas equação, praticamente.
Como o trabalho é uma função de estado (o valor final não depende do caminho), então vamos usar a equação:
E também vamos usar a equação da energia:
Ahh.. e vamos precisar também das tabelas lá do final do livro.
Passo 2
Bom... uma das primeiras coisas que chama a nossa atenção é que o processo é adiabático. E isso significa que não tem troca de calor, então:
Hmmm... guarda isso porque vamos usar mais tarde.
Passo 3
Não sabemos como a água está no início, se é água satura, vapor superaquecido ou líquido comprimido e tals. Mas vamos descobrir agora porque temos a temperatura e a pressão inicial.
Vamos olhar na tabela B.1.1 qual a pressão de saturação pra quando
Bom... como a pressão de saturação é maior que a pressão inicial, então temos vapor superquecido. Então vamos trocar de tabela pra achar nossos dados iniciais.
Passo 4
Olhando os dados na tabela B.1.3 para 250°C e 1,0 MPa = 1000 kPa:
- a entropia específica inicial:
- a energia interna específica inicial:
Passo 5
Do estado final a gente tem a informação que é vapor saturado e também a entropia específica final:
Agora a gente precisa olhar na tabela de água saturada (tabela B.1.1), na coluna de entropia de vapor saturado, se tem algum valor de entropia igual a .
Aff... não tem exatamente o valor, então vamos precisar interpolar entre e .
Passo 6
Interpolando pra achar a energia interna específica final:
E interplando também pra achar a temperatura final:
Passo 7
Agora só falta calcular o trabalho específico: