Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 84
Um arranjo pistão-cilindro vertical e isolado contém inicialmente de água, dos quais estão na fase vapor. A massa do pistão é tal que mantém uma pressão constante de dentro do cilindro. Vapor de água a e de uma linha de suprimento escoa para dentro do cilindro até que todo o líquido do cilindro seja vaporizado. Considerando que a vizinhança está a 25 °C e , determine (a) a massa de vapor que entrou e (b) a exergia destruída durante esse processo.
Passo 1
Vamos lá, estudantes! Um cilindro isolado 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 quantidade de vapor que entrou no cilindro e o esforço destruído devem ser determinados. As propriedades do vapor são (Tabelas A-4 até A-6).
Passo 2
Analisando, (a) Nós tomamos o cilindro 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 essas relações, temos:
Ou, desde o trabalho de fronteira e combinam-se em para processos constantes de expansão de pressão e compressão. Solucionando por e substituindo,
Então,
Passo 3
(b) A exergia destruída durante um processo pode ser determinada a partir de um equilíbrio de exergia ou directamente a partir da sua definição . A geração de entropia neste caso é determinada a partir de um balanço de entropia em um sistema estendido que inclui o cilindro!
Em substituição, a exergia de destruição está determinada a ser
