Enunciado

Um compressor é encamisado com R - 134 a frio de forma a trabalhar como um compressor isotérmico. O estado de entrada é 0 ° C   ,   100   K P a e o estado de saída é vapor saturado. Determine transferência de calor e o trabalho, por unidade de massa.

Passo 1

Oi Galerinha, tudo bem?

Vamos juntos resolver mais um Exercício!

Inicialmente vamos só relembrar um pouco da teoria e algumas relações úteis para resolver esse problema. Tranquilo?

Em um compressor o fluxo de entrada e saída se apresentam estáveis. Beleza!

Como em nosso exercício os fluxos são instáveis aplicarei a equação da continuidade logo:

h i ˙ + q = w +     h e ˙           ( 1 )

Agora vou introduzir a entropia no sistema que nos fornece uma equação:

s i ˙ + q T = s e         ( 2 )

Prontinho tudo revisado vamos colocar a mão na massa então!

Consultando a tabela B.5.2 para o fluxo de entrada teremos os seguintes valores:

h i =   403,4   K J / K g         e   s i = 1,8281   K J / K g K

Consultando a tabela B.5.1 para o fluxo de saída teremos os seguintes valores:

h i =   398,36   K J / K g         e   s i = 1,7262   K J / K g K

Isolando q na equação (2) e aplicando os valores vamos obter:

( s i ˙ - s e ) T =   q        

  1,7262 - 1,8281 273,15 =   q        

- ,   01019 273,15 =   q        

  q =   - 27,83   K J / K g      

Já que encontrei o calor posso tranquilamente encontrar meu trabalho através da equação (1).

Maravilha é o que vou fazer então!

Isolando o W na equação (1) e aplicando os valores vamos obter:

h i ˙ + q -   h e ˙   = w

W   =   403,4   +   ( - 27,83 )   –   398,36  

W   =   - 22,8   K J / K g

UFA! acabamos por aqui te vejo na próxima questão.

Resposta

q =   - 27,83   K J / K g      

W   =   - 22,8   K J / K g