Enunciado

Um conjunto cilindro-pistão contém amônia, inicialmente a 0,8 bar e –10°C. A amônia é comprimida até uma pressão de 5,5 bar. Durante o processo, a pressão e o volume específico estão relacionados por pv = constante. Para 20 kg de amônia, determine o trabalho e a transferência de calor, ambos em kJ.

Passo 1

Ooopa, beleza?

Vamos lá pra mais uma questão bem interessante de termodinâmica!

Passo 2

É dado que:

  • p 1 = 0,8 b   a r
  • T 1 = - 10 ° C
  • p 2 = 5,5   b a r
  • m = 20   k g

Passo 3

O diagrama T v

Passo 4

Da tabela de Amônia superaquecida a pressão p 1 e T 1

  • v 1 = 1,5834   m 3 / k g
  • u 1 = 1325,85   k J / k g

Passo 5

Já que o processo p v = c t e a temperatura permanece constante

p 1 v 1 = p 2 v 2 → v 2 = p 1 p 2 v 1 = 0,8 5,5 1,5834 = 0,2303   m 3 / k g

Passo 6

Da tabela de amônia superaquecida em p 2 e v 2

U 2 = 1323,06 + 1329,88 - 1323,06 0,2303 - 0,22861 0,23227 - 0,22861 = 1326,209   k J / k g

O trabalho feito durante o processo é p v = c t e

W 1 - 2 = m p 1 v 1 log ⁡ V 2 V 6 = 20 0,8 100 1,5834 log ⁡ 0,2303 1,5834 = - 4884,337   k J

O calor transferido durante o processo

Q 1 - 2 = W 1 - 2 + m u 2 - u 1 = - 4884,337 + 20 1326,209 - 1325,85 = - 4877,15   k J

Resposta

W 1 - 2 = - 4884,337   k J

Q 1 - 2 = - 4877,15   k J

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