Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 52

Água a 70 kPa e 100 °C é comprimida isentropicamente em um sistema fechado até 4 MPa. O sistema está mostrado na Figura 1. Determine a temperatura final da água e o trabalho necessário (em kJ/kg) para essa compressão.

Figura 1: Sistema fechado, que sofre compressão isentrópica

Passo 1

Entendendo o problema:

O processo do problema 52 consiste em comprimir água no estado de vapor sobreaquecido a 100°C com 70 kPa de pressão, até um estado de pressão de 4000 kPa. O problema pede a temperatura do estado final e o trabalho requerido para realizar a compressão do vapor.

Passo 2

Coletando dados:

Estado inicial:

consultando a tabela A-6 do livro, temos os seguintes valores de entropia e energia interna específicas, correspondentes a esse estado de pressão e temperatura:

Estado final ( Após a compressão):

consultando a tabela A-6 do livro, temos os seguintes valores de temperatura e energia interna específicas, correspondentes a esse estado de pressão e entropia:

T_( Temperatura do estado final )

Passo 3

Calculando o trabalho por unidade de massa requerido para a compressão:

Pela primeira lei da termodinâmica, para um processo em que a transferência de calor é nula (uma vez que o processo é isentrópico), temos que o trabalho requerido é igual à variação de energia interna do estado inicial para o final. Assim: