Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 82
82- Um dispositivo adiabático, que opera de modo reversível e em regime permanente, bombeia/comprime saturada a até a pressão de . A vazão em massa no dispositivo é .
Determine a temperatura na seção de saída e a potência necessária para operar o dispositivo se o título na seção de alimentação for igual a . Repita o problema considerando que o título na seção de alimentação é
Passo 1
Como temos duas questões dentro de uma então vamos dividir bem no meio essa questão
Então vamos começar essa questão com a titulação de já é? Então o estado inicial do nesse dispositivo é de:
Pela tabela coletamos as seguintes propriedades:
Peguei tudo que tem lá mesmo hahaha pois vamos utilizar praticamente tudo dessa linha.
Passo 2
Quando a titulação é então temos o líquido completamente como vapor então devemos pegar os valores de vapor que são pois esses são as propriedades iniciais para o estado inicial do líquido
Show de bola?
Então vamos para o estado final, que é realizado de forma reversível (sem geração de entropia) e de forma adiabática, o que nos dá algo como:
Como e então , logo:
E para termos essa entropia na pressão de (que é a pressão do estado final) pela tabela nós precisamos ter uma temperatura de:
Outra medida que precisamos é a entalpia que será:
Já que a temperatura tá praticamente no meio, podemos estipular a entalpia como sendo a média dos dois valores mais próximos
E o trabalho vai ser somente a diferença de energia calorífica, o que nos dá:
Passo 3
Agora temos que pegar os valores de quando temos o líquido, ou seja
Isso faz com que entendamos a fórmula onde lv é a parcela líquido e vapor.
Então os valores acima são as propriedades inicias do refrigerante.
Aí a mesma história do passo anterior, a entropia do estado final será a mesma que no estado anterior sabendo que no estado final a pressão é de . E no estado inicial a pressão é a pressão de saturação de
Como a entropia é muito baixa para a tabela (sabendo que o processo ainda é reversível e ) então podemos dizer que ainda temos um líquido saturado, então precisamos arrumar outros jeitos de calcular o que se pede na questão
Podemos aproximar o líquido como incompressível, então:
A incompressibilidade diz que o volume específico constante
E isso nos dá uma entalpia no estado final de:
E pela tabela teremos uma temperatura de:
E assim vamos ao fim de mais uma questão, vamos para as próximas que a busca pelo conhecimento nunca acaba
Resposta
Para :
Para :