Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 123
Um arranjo pistão-cilindro vertical isolado contém de água, dos quais estão na fase vapor. A massa do pistão é tal que mantém uma pressão constante de dentro do cilindro. Vapor a e de uma linha de alimentação entra no cilindro até que todo o líquido do cilindro seja vaporizado. Determine (a) a temperatura final no cilindro e (b) a massa do vapor que entrou.
Passo 1
Hey hey, vamo lá! Um cilindro contém inicialmente uma mistura saturada de água e vapor líquido. O cilindro é ligado a uma linha de abastecimento, e o vapor é permitido entrar no cilindro até que todo o líquido seja vaporizado. A temperatura final no cilindro e a massa do vapor que entrou devem ser determinadas.
Passo 2
Vamos analisar! (a) O cilindro contém vapor saturado no estado final a uma pressão de 200 kPa, portanto, a temperatura final no cilindro deve ser:
Passo 3
(b)Vamos considerar o colindro como o sistema, que é um volume de controle desde que a massa atravessa o limite. Observando que as energias microscópicas de fluidos fluidos fluidos fluidos e não fluidos são representadas pela entalpia h e energia interna u, respectivamente, os balanços de massa e energia para este sistema de fluxo uniforme podem ser expressos como,
Equilibrio de massa,
Equilibrio de energia,
Combinando as duas relações,
Como o trabalho de fronteira e ∆U combinam-se em ∆H para processos constantes de expansão de pressão e compressão. Solucionando por m2 e substituindo,
Logo,
