Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 127
Considere o arranjo mostrado na Fig. P5.127. O tanque A tem volume igual a litros e contém vapor saturado de a . Quando a válvula é entreaberta, o refrigerante escoa vagarosamente para o cilindro é . Calor é transferido, durante este processo, de modo que a temperatura de todo o refrigerante é mantida constante e igual a . Admitindo que, no estado final, a pressão no é uniforme e igual a , calcule o calor transferido no processo.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem?
Galera, temos um tanque que está fornecendo o refrigerante para o conjunto cilindro e pistão sobe temperatura constante. Nosso trabalho será determinar o calor transferido neste processo.
Para determinar o calor transferido em um processo temos que utilizara a equação do balanço energético:
E para determinar o calor temos que calcular o trabalho realizado no processo.
Para o trabalho temos que utilizar a fórmula da área integrável do trabalho:
Já escrevi a fórmula em função do volume específico, pois, será por meio das tabelas que encontraremos o volume final.
Passo 2
Vamos começar calculando o trabalho realizado.
Como dito no passo 1 temos que encontrar o volume específico final e também calcular a massa do sistema.
Para isto, vamos utilizar cada condição de estado.
Como estaremos olhando nas tabelas vamos aproveitar e pegar também a energia interna de cada estado.
Para o estado 1 temos:
e olhando na tabela :
Neste momento já estamos prontos para encontrar a massa do sistema, logo:
Convertendo o volume inicial
Para o estado final 2, fica:
e olhando na tabela :
e .
Passo 3
Variáveis encontradas, temos que o trabalho fica:
Passo 4
Para o cálculo do calor, temos:
Substituindo valores:
É isso galera, valeu!