Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 44
Um arranjo pistão-cilindro contém 1,2 kg de vapor d'água saturado a 200 °C. Calor é então transferido para o vapor, e este se expande de forma reversível e isotérmica até uma pressão final de 800 kPa. Determine o calor transferido e o trabalho realizado durante esse processo.
Passo 1
Entendo o problema:
O cilindro é inicialmente preenchido com vapor de água superaquecido a . A massa de água é de 1,2 Kg. O sistema então passa por uma expansão isotérmica, ou seja, a temperatura do estado final é a mesma de 200℃. A pressão final é 800 KPa. O sistema pede o calor transferido e o trabalho realizado.
Condições do problema:
- Expansão é isotérmica
- As trocas por energia potencial e cinética são desprezíveis
Passo 2
Coletando dados:
Estado inicial:
Consultando as tabelas A-4 até A-6, todos os valores de energia interna e entropia:
Estado final:
- (o processo é isotérmico)
Consultando as tabelas A-4 até A-6, todos os valores de energia interna e entropia:
Passo 3
Calculando o que foi pedido:
Como o processo é isotérmico, o calor transferido pode ser determinado como:
(1)
e a variação de entropia é dada por
(2)
logo:
(3)
calculando o calor transferido:
Q= 473 K . 1,2 Kg . (6,8177 – 6,4302) kJ/Kg
Q = 219,9 kJ
A primeira lei da termodinâmica indica que:
(4)
Com:
Assim:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)