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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 28

Considere o sistema mostrado na Fig. P5.28. O tanque A tem um volume de 100   l e contém vapor saturado de R-134a a 30 ° C . Quando a válvula é parcialmente aberta, o R-134a escoa lentamente para dentro do cilindro B para ser levantado. O pistão requer uma pressão de 200   k P a no cilindro B para ser levantado. O processo termina quando a pressão no cilindro A tiver baixado para 200   k P a . Durante o processo, calor é trocado com o meio ambiente de forma que o R-134a permanece sempre a 30 ° C . Determine a transferência de calor para o processo.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Nós temos os seguintes dados para o R-134a:

T A = 30 ° C

T B = 30 ° C

P B = P c h ã o = 200   k P a

V A = 100   L = 0,1   m 3

No início, o tanque A contém apenas vapor saturado. Da tabela de R-134a saturado B.5.1. correspondente a T A = 30 ° C , podemos encontrar o volume específico do estágio 1 e a energia interna:

u 1 = u g = 394,48 k J k g

v 1 = v g = 0,02671 m 3 k g

A massa calculada é igual a

m = V A v 1 = 0,1 0,02671 = 3,74   k g

Da tabela de R-134a superaquecido B.5.2. correspondente a P 2 = 200   k P a e T 2 = 30 ° C , podemos encontrar o volume específico do estágio 2 e a energia interna:

v 2 = 0,11889 m 3 k g

u 2 = 403,1 k J k g

Passo 2

Calculando o trabalho feito no processo:

W = P 2 ∙ m ∙ v 2 - v 1 = 200 ∙ 3,74 ∙ 0,11889 - 0,02671 = 69   k J

Calculando a transferência de calor:

Q = m ∙ u 2 - u 1 + W

Substituindo os valores

Q = 3,74 ∙ 403,1 - 394,48 + 69 = 101   k J

Resposta

Q = 101   k J

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