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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 70

Uma bomba adiabática deve ser usada para comprimir água líquida saturada a 10 kPa até uma pressão de 15 MPa de forma reversível. Determine o trabalho realizado usando (a) dados de entropia da tabela de líquido comprimido, (b) o valor do volume específico na entrada, (c) o valor médio do volume específico. Determine também os erros envolvidos nas partes (b) e (c).

Passo 1

Entendendo o problema:

Uma bomba adiabática, ou seja, sem transferência de calor, opera de forma a comprimir a água no estado líquido saturado. O trabalho necessário ao processo é demandado.

Utilizando os dados das tabelas A-4 e A-6 de forma a obter valores de entalpia, entropia e volume específico na entrada e na saída da bomba:

Entrada:

  • P 1 = 10   k P a
  • α 1 = 0   (água no estado líquido)

    • Valores tabelados:

    • h 1 = 191,81   K J / K g
    • S 1 = 0,6492   K J / K g
      • V 1 = 0,001010   m 3 / k g

      Saída:

    • P 2 = 1,5   m P a
    • S 1 = S 2 (isentrópico, pois a transferência de calor é nula)

    Valores tabelados:

  • h 2 = 206,90   K J / K g
  • V 1 = 0,001004     m 3 / k g

Item A:

Usando os valores da entalpia para a entrada e saída obtidos e pelo balanço de energia:

W p = h 2 - h 1 = 206,90 - 191,80 = 15,10   K J / K g

Passo 2

Item B:

Usando o volume específico de entrada e valores de pressão:

W p = V 1 ( P 2 - P 1 ) = ( 0,001010   m 3 / k g )   ( 15000 - 10   k P a ) = 15,14   K J / K g

Erro de 0,3 % ao valor original do item A.

Passo 3

Item C:

Usando o valor específico médio e os valores de pressão:

W p = V m é d i o ( P 2 - P 1 ) =   1 2 ( 0,001010 + 0,001004     m 3 / k g )   ( 15000 - 10   k P a ) = 15,10   K J / K g

Solução igual a obtida no item a, ou seja, o erro é zero.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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