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 .

Primeiramente, calcularemos o trabalho realizado no processo 1-2:

Sendo:

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Temos:

Que fácil né?

Vamos continuar!

Agora, vamos calcular a massa final de água no conjunto:

Pela Tabela B.1.3 a , temos:

Assim:

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!

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!