Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 37
Conforme ilustrado na Fig. P3.37, Refrigerante 134a está contido em um conjunto cilindro-pistão inicialmente como vapor saturado. O refrigerante é aquecido lentamente até que sua temperatura seja 160°C. Durante o processo, o pistão se move suavemente no cilindro. Para o refrigerante, avalie o trabalho, em kj/kg.
Passo 1
Ooopa, beleza?
Vamos lá pra mais uma questão bem interessante e simples de termodinâmica!
Passo 2
O sistema dado do problema é mostrado na figura abaixo
Passo 3
Assumindo que a pressão permanece constante durante o processo, já que o pistão se move lentamente no cilindro.
Avaliando o trabalho para para expansão a pressão constante devido a pressão do fluido
Resolvendo a integral usando os volumes específicos
Passo 4
Desenhando o diagrama de corpo livre do pistão:
Passo 5
Aplicando o balanço de força para achar a pressão dentro do cilindro
Passo 6
O Refrigerante 134a no estado 1 está no estado de vapor saturado. Obtendo o volume específico em da Tabela A-11 “Propriedades de Refrigerante 134a Saturado (Líquido-Vapor) – Tabela de Pressão”
Obtendo o volume específico do Refrigerante 134a em e temperatura final e Tabela A-12 “Propriedades de Vapor de Refrigerante 134a”
Passo 7
Resolvendo para a Equação de trabalho obtida no Passo 2, temos que