Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 73

73 A Fig. P5.73 mostra um conjunto cilindro – pistão, com área da seção transversal igual a 24,5 cm3, que contém 5 kg de água. Inicialmente, o pistão se encontra apoiado nos esbarros e a água apresenta T=100°C e título igual a 20%. A massa do pistão é 75 kg e a pressão do ambiente é 100 kPa. Calor é transferido à água até que ela se torne vapor saturado. Determine o volume inicial, a pressão final e a transferência de calor neste processo. Mostre, também, o processo num diagrama p-v.

Passo 1

Nessa questão vamos usar a equação da energia:

E um balanço de forças:

E vamos usar as tabelas do final do livro.

Passo 2

No estado 1 temos a temperatura e o título, então temos duas fases:

Calculando o volume específico:

Calculando o volume:

Calculando a energia interna específica:

Passo 3

No estado 3 temos só vapor saturado:

- volume específico:

- energia interna específica:

Passo 4

Calculando o trabalho:

Calculando a transferência de calor:

Resposta

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67 Determine a transferência de calor no processo descrito no Prob. 4.114.

66 O conjunto cilindro – pistão, mostrado na Fig. P5.66, contém R-12 a 2M MPa e 150 °C. A massa do pistão é desprezível e, na situação mostrada, o volume da câmara inferior do conjunto é 0,5 m3. A câm

62 A Fig. P5.62 mostra dois tanques, cada um apresentando volume de 1 m3, que estão conectados através de uma tubulação com válvula. Inicialmente, o tanque A contém refrigerante R-134a , a 20°C e o tí

64 A Fig. P5.64 mostra um conjunto cilindro – pistão vertical que contém 5 kg de R-22 a 10°C. O pistão se movimenta, transferindo-se calor ao sistema, e quando o pistão encosta nos esbarros, o volume

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 igu