Enunciado

Amónia, inicialmente como vapor saturado a -4ºC, passa por um processo a volume específico constante até 200 kPa. No final do estado determine a temperatura, em ºC, e o título. Localize cada estado em um diagrama T-v.

Passo 1

Ooopa, beleza?

Vamos lá fazer mais um exercício de termodinâmica!

Passo 2

Inicialmente, a amônia está na condição de vapor saturado.

Obtendo as propriedades de amônia a uma temperatura de - 4 ° C da Tabela A-13 “Propriedades de Amônia Saturada (Líquido-Vapor) – Tabela de Temperatura” do livro texto

  • Volume específico: v 1 = v g = 0,3340   m 3 / k g
  • Pressão saturada: p 1 = 3,6901   b a r = 369,01   k P a

Já que a pressão inicial é 369,01   k P a e a pressão final é 200   k P a , isso indica que o processo do estado 1 ao estado 2 está em expansão de volume constante.

Então, no gráfico T v , o processo de 1 a 2 é uma linha vertical decrescente.

O estado final da amônia está na região de líquido-vapor saturado

Passo 3

O gráfico T v é dado por

Passo 4

Já que a amônia no estado 2 está na região líquido-vapor, podemos obter as propriedades da amônia a uma pressão de 200   k P a ( 2   b a r ) da Tabela A-14 “Propriedades de Amônia Saturada (Líquido-Vapor) – Tabela de Pressão” do livro texto

  • Volume específico de líquido saturado: v f , 2 = 1,5071 ⋅ 10 - 3 m 3 / k g
  • Volume específico de vapor saturado: v g , 2 = 0,5946 m 3 / k g
  • Temperatura saturada: T s , 2 = - 18,86 ° C

Já que a amônia no estado 2 está na região líquido-vapor, a temperatura durante essa região é constante e é igual a pressão saturada correspondente a pressão saturada de 200   k P a

T 2 = T s , 2 = - 18,86 ° C

Passo 5

Calculando a condição final de vapor. O volume na região líquido-vapor é dado por

v 2 = v f , 2 + x 2 v f g , 2 = v f , 2 + x 2 v g , 2 - v f , 2

Já que o processo de 1 a 2 é constante, v 1 = v 2

x = v 2 - v f , 2 v g , 2 - v f , 2 = 0,3340 - 1,5071 ⋅ 10 - 3 m 3 / k g 0,5946 - 1,5071 ⋅ 10 - 3 = 0,56

Resposta

T 2 = T s , 2 = - 18,86 ° C

x = 0,56

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