85 Inicialmente, a água de uma amostra se encontra a 20 °C e 100 kPa. A água é então aquecida até que o estado onde a temperatura e a pressão são iguais a 1500 °C e 100 kPa. Determine a variação de energia interna no processo utilizando as tabelas de propriedades termodinâmicas da água e as tabelas de gás perfeito.

Passo 1

Nessa questão vamos calcular a variação de energia interna de duas formas:

- usando a tabela de propriedades termodinâmicas:

- usando as tabelad de gás pefeito

Passo 2

- propriedades termodinâmicas:

Para o estado 1 como é água e é levemente comprimido, vamos usar a energia interna específica do líquido saturado:

u 1 = 83,95   k J / k g

Para o estado 2, olhando na tabela B.1.2, a gente vê que a temperatura de saturação pra 200 kPa é muuuuito mais baixa que 1500°C, então é bem bem bem superaquecido.

Olhando na tabela B.1.3 a gente tenta, mas a tabela mais só até 1300, então a gente faz uma extrapolação... que é meio que uma interpolação invertida:

4683,23 - 4467,46 u 2 - 4467,46 = 1300 - 1200 1500 - 1200

u 2 = 5114,77 k J k g

E calculando a variação:

Δ u = 5114,77 - 83,95

Δ u = 5030,82   k J / k g

Passo 3

- tabela de gás perfeito.

Lembra de passar tudo para kelvin, heim...

No estado 1:

T 1 = 293,15   K

E interpolando pra achar a energia interna específica:

u 1 - 345,98 1415,87 - 345,98 = 293,15 - 250 300 - 250

u 1 = 1269,3   k J / k g

No estado 2:

T 2 = 1773,15   K

E interpolando:

u 2 - 2972,35 3200,17 - 2972,35 = 1773,15 - 1700 1800 - 1700

u 2 = 3139   k J / k g

E calculando a variação:

Δ u = 3139 - 1269,3

Δ u = 1869,7   k J

Resposta

Δ u = 5030,82   k J / k g

Δ u = 1869,7   k J

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