Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 61
61 Um conjunto cilindro – pistão contém 10 kg de água. Inicialmente, a água apresenta pressão e título iguais a 100 kPa e 0,5. A água é então aquecida até que o volume interno do conjunto se torne igual ao triplo do volume inicial. A massa do pistão é tal que este inicia seu movimento quando a pressão interna atinge 200 kPa (veja a Fig. P4.68). Determine a temperatura da água no estado final do processo e a transferência de calor necessária para que o processo ocorra.
Passo 1
Opa.. vamos lá???
Pra essa questão vamos usar a equação da energia:
E dados do final do livro.
Passo 2
No estado 1 a gente tem 2 fases, né... já que ele diz que tem o título de 0,5. Então vamos pegar os dado na tabela B.1.2 (já que temos a informação da pressão também).
- Calculando o volume específico:
- Calculando a energia interna específica:
Passo 3
E no estado 2.
Pensa aqui comigo... depois que o pistão começa a subir, então a pressão se torna constante, né. Daí .
E temos também o volume ( que triplica ):
Se a gente olhar na tabela B.1.2 ainda, mas na linha de 200 kPa a gente vê que , então a gente tem vapor superaquecido. Então vamos mudar de tabela pra B.1.2.
A gente tem que procurar, na parte de 200 kPa, .
Bom... ta entre 800 °C e 900 °C, então vamos precisar interpolar:
- pra temperatura:
- pra energia interna específica:
Passo 4
Calculando o trabalho, então:
Daí é só calcular a transferência de calor: