Enunciado

73- Um conjunto cilindro-pistão-mola contém 1   k g de amônia no estado de líquido saturado a - 20   ° C . Transfere-se, então, calor para a amônia de um reservatório a 100   ° C até que o refrigerante apresente pressão e temperatura iguais a 800   k P a e 70   ° C .

Admitindo que este processo seja internamente reversível, determine o trabalho realizado, o calor transferido e a geração de entropia no processo.

Passo 1

Aqui no Responde Aí você é o titular e o cara que vai fazer o gol, eu só sou o cara que desembaraça a jogada e te bota na cara do gol e com muito orgulho.

O estado inicial da amônia é de:

m = 1   k g ; T 1 = - 20   ° C ;  

E é isso aí hahah ah e informação importante de último momento, o líquido é inteiramente saturado, dado da questão

Dessa forma temos as seguintes propriedades:

p 1 = 190.2   k P a ; ν l = 0.001504   m 3 / k g

h l = 89.05   k J / k g

s l = 0.3657   k J / k g K

Dados da tabela B . 2.1

Passo 2

Agora o estado final para a amônia é

T 2 = 800   k P a ; T 2 = 70   ° C

O que nos dá as seguintes propriedades (tabela B . 2.2 )

ν = 0.199   m 3 / k g

h = 1597.5   k J / k h

s = 5.5513   k J / k g K

E aqui finalizamos a coleta dos dados

Passo 3

A transferência de calor é dada por:

Q = m h 2 - h 1 = 1 1597.5 - 89.05 = 1508.45   k J

E o trabalho realizado (supondo que o a variação da pressão é linear) será de:

W = 1 2 p 1 + p 2 m ( ν 1 - ν 2 )

Logo:

W = 1 2 190.2 + 800 × 1 0.199 - 0.001504 = 97.78   k J

E para fazer o gol falta a entropia gerada e que será de:

S g e r a d a = m s 2 - s 1 - Q T

Onde a temperatura do reservatório é de 100   ° C

S g e r a d a = 1 5.5513 - 0.3657 - 1508.45 100 + 273 = 1.14   k J / K

E é gol! Mas aqui não tem moleza, se fizemos 5 gols queremos fazer o sexto. Essa é a forma de um time vitorioso de jogar.

Resposta

Q = 1508.45   k J

W = 97.78   k J

S g e r a d o = 1.14   k J / K

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