Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 26

Água a 1000   k P a e 250 ° C é levada ao estado de vapor saturado através de um processo isotérmico no interior de um conjunto cilindro-pistão. Determine o trabalho e a transferência de calor por unidade de massa. Estime o trabalho específico pela área no diagrama P-v e compare com o valor correto.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Nós temos os seguintes dados para a água, fornecidos pelo enunciado

p 1 = 1000   k P a

T 1 = T 2 = 523,15   K

Primeiro vamos configurar duas equações principais necessárias para resolver este problema. Para calcular o trabalho necessário, usaremos a equação de energia para nossa massa de controle:

Q 2 = m u 2 - u 1 + W 2   ( 1 )

Para calcular o trabalho isobárico, nós usaremos a equação

s 2 - s 1 = q 2 T + s g e n   ( 2 )

Primeiro vamos obter algumas propriedades da amônia das tabelas. Da TABELA B.1.3 correspondente a T 1 e p 1 , obteremos o volume específico do estado 1, entropia e energia interna:

u 1 = 2709,91 k J k g

v 1 = 0,23268 m 3 k g

s 1 = 6,9246 k J k g   K

Em seguida irá para a tabela B.1.1 e obterá a energia interna do vapor saturado correspondente a T 1 para verificar se nossa energia interna é maior que isso.

u g = 1522,00 k J k g

Nós podemos ver que

u 1 = 2709,91 > u g = 1522,00

O que significa que nossa substância está atualmente na região superaquecida.

Passo 2

No estado 2 sabemos que estamos em vapor saturado, então da TABELA B.1.1 correspondente a T 2 e x 2 = 1 , obteremos o volume específico do estado 2, entropia e energia interna:

p 2 = p s a t = 3973   k P a

u 2 = 2602,37 k J k g

v 2 = 0,05013 m 3 k g

s 2 = 6,0729 k J k g   K

Calculando a transferência de calor usando a equação (2)

s 2 - s 1 = q 2 T + s g e n ∙ T

Com isso, nós temos que

q 2 = T s 2 - s 1 + 0

Fazendo a substituição de valores,

q 2 = 523,15 6,0729 - 6,9246 = - 445,6 k J k g

Calculando o trabalho necessário usando a equação de energia (1):

w 2 = q 2 + u 1 - u 2

Novamente, fazendo a substituição dos termos

w 2 = - 445,6 + 2709,91 - 2602,37 = - 338 k J k g

Encontramos nossa resposta!

Resposta

w 2 = - 338 k J k g

Exercícios de Livros Relacionados

Um recipiente rígido com volume de 200l é dividido em dois compartimentos iguais por uma partição. Cada um dos lados contém nitrogênio; um lado está a 2M P a e 200° C , e o outro está a 200k P a e 100
Em uma máquina de Carnot, onde a amônia é o fluido de trabalho a temperatura alta é T H = 60° C e a amônia muda de líquido saturado para vapor saturado quando recebe o calor Q H . A pressão da amônia
Água a 200k P a e com x = 1,0 é comprimida até 1,0M P a e 3 50° C num processo reversível em um conjunto cilindro-pistão. Determine os sinais para o trabalho e para transferência de calor.
Amônia a 1M P a e 50° C é expandida até 500k P a e 20° C num processo reversível em um conjunto cilindro-pistão. Determine os sinais para trabalho e transferência de calor
Um quilograma de amônia a 50° C e 1000k P a é expandido até 100k P a num processo isotérmico e reversível em um conjunto cilindro-pistão. Determine o trabalho e a transferência de calor no processo