Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 38
Um conjunto cilindro-pistão contém de água a e . O pistão é movimentado lentamente para expandir a água em um processo isotérmico até a pressão de . Transferência de calor ocorre com um meio a e o processo como um todo pode ser considerado reversível. Esboce o processo em um diagrama P-V e calcule a transferência de calor e o trabalho total.
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
Primeiro, vamos configurar duas equações principais necessárias para resolver este problema. Para calcular a transferência de calor necessária, usaremos a equação de energia para nossa massa de controle:
Para calcular a transferência de calor, nós usaremos a equação de entropia
Passo 2
Primeiro vamos obter algumas propriedades da água das tabelas. Sabemos que a uma dada pressão o fluido é líquido comprimido se sua temperatura for menor que a temperatura de saturação . Da tabela B.1.4 com os valores correspondentes a , vamos obter a temperatura de saturação:
Como dissemos acima, isso significa que nossa substância está na região do líquido comprimido. Da tabela B.1.4, com valores correspondentes a e , obteremos a entropia específica do estado 1 e a energia interna:
Da tabela B.1.3, com os valores correspondentes a e , obteremos a entropia do estado 2 e a energia interna:
Agora iremos para a tabela B.1.3 correspondente a para obter a entropia de vapor saturado e verificar se nossa entropia é maior que a entropia de vapor saturado :
Nós podemos ver que
O que significa que nossa substância está realmente na região superaquecida.
Passo 3
Calculando a transferência de calor usando a equação (2):
Substituindo os termos
Calculando o trabalho reversível usando a equação (1):
Novamente, fazendo a substituição
E o diagrama P-V
