Enunciado

Considere um dispositivo cilindro-pistão com 0,5   k g de vapor saturado de R-134a a - 10   ° C . O fluido é então comprimido até uma pressão de 500   k P a em um processo politrópico com n = 1,5 . Determine o volume e temperaturas finais, e o trabalho realizado no processo.

Passo 1

Vamos lá, pessoal! Vamos tomar o R-134a como nossa massa de controle. Então, a massa constante

m = 0,5   k g = m 1 = m 2

Para encontrar o volume final na pressão de saturação P 1 = 201,7   k P a , vamos olhar a Tabela B.5.1 que nos dá o volume específico:

v 1 = 0,09921   m 3 / k g

O enunciado nos diz que temos um processo politrópico com n = 1,5 , então o volume específico no estado 2 pode ser encontrado por meio da equação do processo:

v 2 = v 1 P 1 P 2 1 1,5

v 2 = 0,09921   m 3 / k g 201,7 500 2 / 3 = 0,05416   m 3 / k g

Esse é o nosso volume final. A temperatura final pode ser achada na Tabela B.5.2, porque determinamos as duas propriedades ( P ,   v ) . Assim, para o vapor superaquecido do R-134a, temos

T 2 = 79   ° C

Agora só falta calcular o trabalho.

Passo 2

Da equação do processo, usando os volumes específicos, temos

W = ∫ P d V = m 1 - n P 2 v 2 - P 1 v 1

Agora basta substituir os dados na equação:

W = 0,5   k g 1 - 1,5 500   k P a 0,05416 m 3 k g - 201,7   k P a 0,09921 m 3 k g

W = - 7,07   k J

Resposta

v 2 = 0,05416   m 3 / k g

T 2 = 79   ° C

W = - 7,07   k J

Exercícios de Livros Relacionados

O arranjo cilindro-pistão mostrado na Fig. P4.21 contém bióxido de carbono a 300k P a e 100° C com um volume de 0,2m 3 . Pesos são adicionados sobre o pistão de tal forma que o gás é comprimido de aco
Um balão comporta-se de tal modo que a pressão em seu interior é proporcional ao quadrado do diâmetro. Ele contém 2k g de amônia a 0° C , com título igual a 60 % . O balão e a amônia são então aquecid
Considere um sistema de aquecimento de ar residencial. Examine os seguintes sistemas quanto a troca de calor:a. A câmara de combustão e o lado dos gases de combustão da superfície de transferência de
Determine o trabalho no Problema 3.42.