Amônia em um conjunto cilindro-pistão é submetida a dois processos em série. No estado inicial, a amônia se encontra no estado de vapor saturado a p1 = 100 lbf/in2 (689,5 kPa). O Processo 1-2 envolve resfriamento a pressão constante até x2 = 75%. O segundo processo, do estado 2 para o estado 3, envolve aquecimento a volume constante até x3 = 100%. Os efeitos das energias cinética e potencial podem ser desprezados. Para 1,2 lb (0,5 kg) de amônia, determine (a) a quantidade de calor transferida e o trabalho para o Processo 1-2 e (b) a quantidade de calor transferida para o Processo 2-3, todos em Btu.

É dado que:

a) Para achar a transferência de calor, primeiro fazemos o balanço de energia

O trabalho para o fluido é dado por

Das tabelas de amônia saturada, a pressão temos

Para achar o volume específico no estado 2, fazemos:

Para achar a energia interna específica no estado 2, fazemos:

No estado 3, o processo é de volume constante . Interpolando entre e temos

O trabalho do estado 1-2 é dado pela equação obtida no Passo 3

O sinal negativo indica que o trabalho é feito no sistema.

Para a transferência de calor

O sinal negativo indica que o calor é transferido a partir do sistema.

b) Do mesmo jeito para o processo 2-3, temos o balanço de energia