Enunciado

Complete os exercícios a seguir. Em cada caso, localize o estado com esboços dos diagramas T-v e p-v.

(a) Um recipiente fechado de um 1 m3 de volume contém quatro quilogramas de água a 100ºC. Para a água no estado de vapor, determine a pressão, em bar. Para uma mistura bifásica líquido-vapor de água, determine o título.

(b) Amónia a 40 lbf/in^2 (275,8 kPa) de pressão tem 308,75 Btu/lb (718,15 kJ/kg) de energia interna específica. Determine o volume específica no estado, em ft3/lb.

Passo 1

Saaalve, beleza?

Saber interpretar os dados de um sistema e conseguir resultados significantes a partir deles é muito importante para a termodinâmica. Então vamos lá fazer mais essa questão!

Passo 2

a) Calculando o volume específico da água

v = V m

Onde, V é o volume da água e m é a massa da água, ambos dados do problema

v = 1   m 3 4   k g = 0,25   m 3 / k g

Passo 3

Determinando as propriedades da Água Saturada da Tabela A-2 “Propriedades de Água Saturada” em T = 100 ° C

  • Pressão saturada: p = 1,014   b a r
  • Volume específico de líquido saturado: v f = 1,0435 ⋅ 10 - 3 m 3 / k g
  • Volume específico de vapor saturado: v g = 1,673 m 3 / k g

Já que v f < v v g e a água está em uma mistura bifásica de líquido e vapor. Então, a pressão quando o estado é vapor saturado

p = 1,014   b a r

Passo 4

Desenhando o esquemático que representa o estado quando está na condição de vapor saturado

Calculando o título da água

x = v - v f v g - v f = 0,25 - 1,04 ⋅ 10 - 3 m 3 / k g 1,673 - 1,0435 ⋅ 10 - 3 m 3 / k g = 0,149

Desenhando o esquemático T v e p v para a água

Passo 5

b) Determinando as propriedades da amônia saturada da Tabela de Pressão A-14E “Propriedades de Amônia Saturada” a pressão p = 40   l b f / i n 2

  • Temperatura saturada: T = 11,65   ° F
  • Energia interna de líquido de amônia saturada: u f = 54,89   B t u / l b
  • Energia interna de vapor de amônia saturada: u g = 562,60   B t u / l b
  • Volume específico de líquido de amônia saturada: v f = 0,02450   f t 3 / l b
  • Volume específico de vapor de amônia saturada: v g = 7,041   f t 3 / l b

Já que u f < f < u g , a amônia está em uma mistura bifásica de líquido e vapor.

Passo 6

Calculando o título da amônia

x = 308,75 - 54,89 B t u / l b 562,60 - 54,89 B t u / l b = 0,50

Calculando o volume específico da amônia

v = v f + x v g + v f = 0,02450   f t 3 / l b + 0,50 7,041 - 0,02450 f t 3 / l b = 3,53   f t 3 / l b

Passo 7

Desenhando o esquemático de T v e p v para a amônia

Resposta

a) x = 0,149

b) v = 3,53   f t 3 / l b

Ver Outros Exercícios desse livro