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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 11

Água líquida saturada a 20 ° C é comprimida até uma pressão mais alta em um processo isotérmico. Determine as variações em u e h a partir do estado inicial se a pressão final for:

a. 500   k P a

b. 2000   k P a

c. 20000   k P a

Passo 1

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

De acordo com a tabela B.1.1 determinaremos a energia interna específica da água na temperatura T = 20 ° C , u 1 = u f ​ e h 1 = h g ​ já que a fase da água neste estado é definida como líquido saturado. Essas informações serão úteis em todas as letras. Com isso, vamos responder cada uma

u 1 = 83,94 k J k g

h 1 = 83,94 k J k g

A - À medida que a pressão aumenta durante a temperatura constante, o estado 2 será definido com a temperatura T = 20 ° C e p = 500   k P a . Estamos nos movendo para a tabela B.1.4 onde podemos encontrar as propriedades da água para este estado:

u 2 = 83,91 k J k g

h 2 = 84,41 k J k g

Portanto, a mudança na energia interna específica:

Δ u = u 2 - u 1

Fazendo a substituição, nós temos que

Δ u = 83,91 k J k g - 83,94 k J k g = - 0,03 k J k g

Para a entalpia

Δ h = h 2 - h 1

Novamente, fazendo a substituição

Δ h = 84,41 k J k g - 83,94 k J k g = 0,47 k J k g

Passo 2

B - À medida que a pressão aumenta durante a temperatura constante, o estado 2 será definido com a temperatura T = 20 ° C e p = 20 00   k P a . Estamos nos movendo para a tabela B.1.4 onde podemos encontrar as propriedades da água para este estado:

u 3 = 8 3 , 82 k J k g

h 3 = 8 5 , 82 k J k g

Portanto, a mudança na energia interna específica:

Δ u = u 3 - u 1

Fazendo a substituição, nós temos que

Δ u = 83 , 82 k J k g - 83,94 k J k g = - 0 , 12 k J k g

Para a entalpia

Δ h = h 2 - h 1

Novamente, fazendo a substituição

Δ h = 8 5 , 82 k J k g - 83,94 k J k g = 1 , 88 k J k g

Passo 3

C - À medida que a pressão aumenta durante a temperatura constante, o estado 2 será definido com a temperatura T = 20 ° C e p = 200 00   k P a . Estamos nos movendo para a tabela B.1.4 onde podemos encontrar as propriedades da água para este estado:

u 4 = 8 2 , 75 k J k g

h 4 = 102,61 k J k g

Portanto, a mudança na energia interna específica:

Δ u = u 4 - u 1

Fazendo a substituição, nós temos que

Δ u = 82 , 75 k J k g - 83,94 k J k g = - 1 , 19 k J k g

Para a entalpia

Δ h = h 4 - h 1

Novamente, fazendo a substituição

Δ h = 102,61 k J k g - 83,94 k J k g = 18 , 6 7 k J k g

Resposta

a )   Δ u = - 0,03 k J k g

Δ h = 0,47 k J k g

b )   )   Δ u = - 0 , 12 k J k g

Δ h = 1 , 88 k J k g

c )   )   Δ u = - 1 , 19 k J k g

Δ h = 18 , 6 7 k J k g

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Complete esta tabela para H_2 O :
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