Enunciado

Amónia, contida em um conjunto cilindro-pistão, inicialmente como vapor saturado a 0°F, e submetida a um processo isotérmico durante o qual seu volume (a) dobra, (b) é reduzido a metade. Para cada caso, fixe o estado final fornecendo o título ou a pressão, cm Ibf/in2, conforme apropriado. Localize os estados inicial e final em esboços dos diagramas p-v e T-v.

Passo 1

Ooopa, beleza?

Nosso bom e velho conjunto cilindro-pistão kkkkk. Vamos lá entender como funciona esse sisteminha tão amado por todos nós

Passo 2

É dado que:

  • Amônia é contida em um sistema pistão-cilindro
  • O estado inicial é vapor saturado em T 1 = 0 ° F
  • A amônia passa por um processo isotérmico ( Δ T = 0 )

Passo 3

a) Se o volume dobra, o volume específico também dobra por conta da relação V = m v . Para começar, consertamos o estado inicial.

Como um líquido saturado em T 1 = 0 ° F , das tabelas de amônia saturada

v 1 = v g = 9,1100   f t 3 / l b

Então, o volume específico final é

v 2 = 2 v 1 = 2 9,1100 f t 3 / l b = 18,22   f t 3 / l b

Passo 4

O processo é isotérmico, logo a temperatura é constante. Das tabelas de vapor de amônia superaquecido com v 2 = 18,22   f t 3 / l b quando T 2 = 0 ° F está entre as pressões p = 14   l b f / i n 2 e p = 16   l b f / i n 2 .

Então, devemos interpolar entre as duas pressões em T = 0 ° F :

16 - 14 17,701 - 20,289 = 16 - p 17,701 - 18,22 → p = 15,60   l b f / i n 2

Passo 5

Os diagramas T v e p v são dados por

Passo 6

Se o volume reduz pela metade, então o volume específico também diminui pela metade por conta da relação V = m v .

Como um líquido saturado T 1 = 0 ° F das tabelas de amônia saturada

v 1 = v g = 9,1100   f t 3 / l b

Então, o volume específico é

v 2 = v 1 2 = 9,11   f t 3 / l b 2 = 4,555   f t 3 / l b

Passo 7

Quando v 2 em T 2 , a amônia está em uma região bifásica. Então, devemos consertar o estado usando o título da mistura de amônia.

  • v f = 0,02419   f t 3 / l b
  • v g = 9,1100   f t 3 / l b

Substituindo na equação para o título

x = v - v f v g - v f = 4,555 - 0,02419 9,1100 - 0,02419 = 0,499

Passo 8

O diagrama de T v e p v são

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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