Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 65
Um conjunto cilindro-pistão contém de amônia a e . A amônia é então aquecida até , a pressão é constante, através do fundo do cilindro por meio de um gás a . Determine a transferência de calor para a amônia e a geração total de energia.
Passo 1
Fala pessoal, tudo na paz?
Nós temos os seguintes dados, fornecidos pelo enunciado, com isso, nós temos que
Primeiro vamos configurar as três equações principais necessárias para resolver este problema. Para calcular a transferência de calor necessária, usaremos a equação de energia para nossa massa de controle, com isso, obtemos:
Para calcular o trabalho isobárico,
E para a última das três equações, vamos calcular a geração de entropia usando a equação de entropia
Meio de campo formado, vamos partir para resolver a questão. Primeiro vamos obter algumas propriedades da amônia das tabelas. Da Tabela B.2.2 correspondentes a e , obteremos o volume específico e a entropia do estado 1:
Em seguida iremos para a tabela B.2.1 e obteremos a energia interna do vapor saturado correspondente a para verificar se nossa energia interna é maior que isso.
Nós podemos ver que
O que significa que nossa substância está realmente na região superaquecida.
Passo 2
Agora que sabemos que estamos na região superaquecida, da tabela B.2.2 correspondentes a e vamos obter o volume específico do estado 2, entropia e energia interna:
Calculando o trabalho isobárico reversível usando a equação (2):
Com isso,
Já para o caso da transferência de calor, usando a equação (1)
Portanto,
Calculando a geração de entropia total usando a equação (3):
Novamente, fazendo a substituição