Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 60
Um cilindro, que contém 1 de amônia, é provido de um êmbolo submetido a uma força externa variável. No estado inicial a amônia está a e . O cilindro é resfriado e a força externa a região bifásica, a temperatura é igual a . O processo contínua até que a amônia seja resfriada até e apresente título igual a . Calcule o trabalho envolvido, admitindo que a relação entre é linear por partes.
Passo 1
Fala galera beleza?
Seguinte pessoal o enunciado nos deu 3 estados e ele deseja o trabalho realizado para o processo do estado 1 até o estado 3.
Como a pressão é linear com o volume por partes e esse por partes ele se refere de estado para estado.
Galera vamos determinar o volume de cada estado por meio das condições que foram nos dadas e com o volume em mãos e pressão vamos montar o diagrama e veremos que tipo de área teremos que integrar para calcular o trabalho.
Passo 2
Para o estado inicial 1, temos:
Olhando na tabela , temos:
Passo 3
Após o estado 1 temos vapor saturado, logo utilizaremos a tabela
Para o estado 2, temos:
Olhando na tabela, temos:
Para o estado 3, temos:
Olhando na tabela o volume e a pressão, fica:
Aplicando a fórmula:
Passo 4
Com os volumes calculados, temos o seguinte diagrama:
Temos que o trabalho será a área sobre as retas, só que teremos que fazer uma aproximação neste cálculo, pois, não temos dois trapézios bem definidos devido à pressão ser proporcional apenas por partes e não no sistema inteiro.
Multiplicando pela massa: