65 Determine a transferência de calor no processo descrito no Prob 4.67.

Passo 1

Nessa questão vamos usar a equação da energia:

m u 2 - u 1 = Q - W

E também as tabelas do final do livro.

Passo 2

Para o estado 1, como a água é um líquido levemente comprimido, então podemos usar as propriedades da água como líquido saturado. Olhando na tabela B.1.1 pra 20°C:

- o volume específico:

v 1 = 0,001002   m 3 / k g

- a energia interna específica:

u 1 = 83,94   k J / k g

Passo 3

Para o estado 2 podemos achar o volume específico:

v 2 = V 2 m

v 2 = 0,002 1

v 2 = 0,002   m 3 / k g

Olhando na tabela B.1.2, na linha de 600 kPa, a gente vê que v l < v 2 < v v , então temos duas fases. Então a gente pode calcular o título:

v 2 = 1 - x 2 v l + x 2 v v

x 2 = 0,002858

E calculando, então, a energia interna específica:

u 2 = 1 - x 2 u l + x 2 u v

u 2 = 675,3   k J / k g

Passo 4

Calculando o trabalho:

W = P m v 2 - v 1

W = 300 × 1 × 0,002 - 0,001002

W = 0,299   k J

E calculando a transferência de calor:

m u 2 - u 1 = Q - W

1 × 675,3 - 84,94 = Q - 0,299

Q = 591,66   k J

Resposta

Q = 591,66   k J

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