Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 48
Calcule a transferência de calor, em Btu/lbm, para o processo reversível 1-3, mostrado na Figura 1.
Figura 1: Diagrama Temperatura x Entropia para o processo passando pelos estados 1,2 e 3
Passo 1
Entendendo o problema:
O processo reversível descrito pelo gráfico do enunciado, Figura 1, pode ser dividido em duas partes: O processo do estado 1 até o estado 2, e o processo do estado 2 para o estado 3. O calor transferido que é pedido no problema é portanto a soma dos calores transferidos nas duas partes:
(1)
Passo 2
Calculando o calor transferido em cada uma das partes:
O calor transferido do estado pela expressão:
(2)
integrada do estado inicial para o estado final. Do estado 1 para o estado 2, a integração da expressão (2) é simplesmente a área do trapézio formato entre os pontos 1 e 2 e o eixo horizontal.
Relembrando:
(3)
Então o calor transferido do estado 1 para o estado 2 é dado por
Do estado 2 até o estado 3, o processo é isotérmico, e portanto a expressão (2) integrada se simplifica para
Obs: As temperaturas nas expressões são acrescidas de 460 de forma a realizar a conversão da escala fahrenheit para Kelvin.
Passo 3
Calculando o calor total transferido:
Usando a equação (1), calcula-se o calor total transferido no processo. Assim:
Resposta
R. : 515 Btu/lbm