Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 38
Um cilindro com volume inicial de contém de água a . A água é então comprimida em um processo isotérmico de quase-equilíbrio até atingir o título de . Calcule o trabalho realizado, dividindo o processo em duas etapas. Considere que o vapor d’água é um gás ideal durante a primeira etapa do processo.
Passo 1
Vamos lá, pessoal! Vamos calcular o trabalho do processo em duas etapas. Assim,
Para isso, o enunciado nos dá no estado 1, a massa e o volume . Então o volume específico pode ser calculado:
No estado 2, a água tem a mesma temperatura de , porque o processo é isotérmico, e, segundo a Tabela B.1.1, uma pressão e volume específico de vapor dados por:
Então podemos considerar a água como um gás ideal e calcular a pressão no estado 1:
E o volume no estado 2:
Agora podemos calcular o trabalho no processo :
Passo 2
No estado 3, temos um título . Assim, o volume específico é dado por:
Dessa forma, multiplicando pela massa, temos o volume final:
E a pressão é a pressão de vapor que a gente viu lá em cima (). Assim, o trabalho no segundo processo é dado por:
Agora basta substituir os valores:
E o trabalho total é dado por: