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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 37

Um conjunto cilindro-pistão com carga por mola contém água a 500 ° C e 3   M P a . O arranjo é tal que a pressão é proporcional ao volume da água, P = C V . O conjunto é então resfriado até que a água atinja o estado de vapor saturado seco. Faça um esboço do processo num diagrama P - v e determine a pressão final.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Nós temos os seguintes dados fornecidos pelo enunciado

T = 500 ° C

P = 3   M P a

Da tabela da água superaquecida, com P = 3   M P a e T = 500 ° C , nós podemos encontrar o volume específico

v = 0,11619 m 3 k g

A configuração é tal que a pressão é proporcional ao volume:

P = C ∙ V ,       O n d e   C   é   u m a   c o n s t a n t e

A massa é constante, então podemos escrever a equação acima usando os valores iniciais:

P 1 = C ∙ V 1 = C ∙ m ∙ v 1 = C 1 ∙ v 1 ,     O n d e   C 1   é   o u t r a   c o n s t a n t e

Nós podemos calcular que a constante C 1 é igual a

C 1 = P 1 v 1 = 3000 0,11169 = 25820 k P a   k g m 3

A pressão final é dada por

P 2 = C 1 ∙ v 2

Podemos calcular a pressão final usando o método de tentativa e erro.

Passo 2

Da tabela da água superaquecida, com P = 2250   k P a , nós podemos encontrar o volume específico saturado:

v g = 0,08875 m 3 k g

Calculando o C :

C = 2250 0,08875 = 25532 k P a   k g m 3

Da tabela B.1.2 correspondente a P = 2500   k P a nós podemos encontrar o volume específico saturado

v g = 0,07998 m 3 k g

Novamente, calculando o C

C = 2500 0,07998 = 31258 k P a   k g m 3

Quando interpolamos para a direita de C, podemos calcular qual pressão final é igual a:

P = 2270   k P a

O diagrama P - v para este processo

Resposta

P = 2270   k P a

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