Enunciado

Um conjunto cilindro-pistão contém 0,1 lb (0,04 kg) de propano, O propano passa por um processo de expansão de um estado inicial em que p1 = 60 lbf/in2 (413,7 kPa) e T1 = 30°F (-1,1°C) a um estado final em que P2 = 10 Ibf/in2 (68,9 kPa). Durante o processo a pressão e o volume específico estão relacionados por pv2 = constante. Determine a energia transferida por trabalho, em Btu.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos lá pra mais uma questão bem interessante e simples de termodinâmica!

Passo 2

Obtendo o volume específico no estado 1 da Tabela A-18E “Propriedades de Vapor de Propano Superaquecido” correspondente a temperatura T 1 = 30 ° F e pressão p 1 = 60   l b f / i n 2

v 1 = 1,794   f t 3 / l b

Passo 3

Calculando o volume específico no estado 2

p v 2 = c o n s t a n t e → p 1 v 1 2 = p 2 v 2 2

→ v 2 = p 1 p 2 v 1 2 1 2 = p 1 p 2 1 2 v 1 = 60 10 1 / 2 l b f / i n 2 1,794   f t 3 / l b = 4,394   f t 3 / l b

Passo 4

Calculando o trabalho realizado em um processo politrópico

W = m p 1 v 1 - p 2 v 2 n - 1 = 0,1 l b 60 ⋅ 1,794 - 10 ⋅ 4,394 l b f / i n 2 f t 3 / l b 2 - 1 144 i n 2 f t 2 1 B t u 778,17 f t ⋅ l b f = 1,179   B t u

Resposta

W = 1,179   B t u

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