Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 119
Um conjunto cilindro-pistão-mola está conectado a um compressor d’água através de uma tubulação com válvula de controle. Inicialmente, o volume de câmara é nulo e a pressão interna necessária para movimentar o pistão é . O conjunto, então, é alimentado com água até que a pressão na câmara atinja . Nesta condição, a válvula é fechada e o volume da câmara é (estado 2). A água, na seção de entrada do compressor, está no estado de vapor saturado a e o processo de compressão pode ser modelado como adiabático e reversível. Depois da carga do conjunto, espera-se até que a temperatura da água atinja a do ambiente, que é igual a (estado 3).
Calcule a massa final de água no conjunto, o trabalho realizado no processo 1-2, o trabalho consumido no compressor e a pressão final .
Passo 1
Opa, tudo bem?
Pronto para resolver esse problema?
Bora lá!
Começamos a questão analisando o processo proposto.
O problema nos pede:
Agora, vamos descobrir esses valores!
Passo 2
Primeiramente, calcularemos o trabalho realizado no processo 1-2:
Sendo:
;
;
;
.
Temos:
Que fácil né?
Vamos continuar!
Passo 3
Agora, vamos calcular a massa final de água no conjunto:
Pela Tabela B.1.3 a , temos:
Assim:
Passo 4
Calculando o trabalho consumido no compressor.
Pela equação de energia para o um processo isentrópico e desprezando variações nas energias cinética e potencial, temos que:
Como:
Então:
Pela Tabela B.1.2, obtemos:
Já pela Tabela B.1.3:
Substituindo os dados na equação:
Vamos para a última parte da questão!
Passo 5
Analisando o processo temos que a pressão final é dada por:
Calculando :
Pela Tabela B.1.1, obtemos para a temperatura ambiente ):
Assim:
Substituindo os valores:
E assim chegamos ao fim de mais uma questão!
Até a próxima!