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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 31

Qual dessas opções tem a capacidade de produzir o máximo trabalho em um sistema fechado: 1 kg de vapor a 800 kPa e 180 °C ou 1 kg de R-134a a 800 kPa e 180 °C? Considere T 0 = 25 ° C   e   P 0 = 100   k P a .

Passo 1

Assumimos que:

As alterações cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.

As propriedades da água no estado dado e no estado morto são

P = 800   k P a → u = 2594.7   k J / k g

T = 180   º C v = 0.24720   m 3 / k g (Tabela A-6)

s   = 6.7155   k J / k g . K

P 0 = 100   k P a → u 0 = 104.83   k J / k g

T = 25   º C       v 0 = 0.001003   m 3 / k g (Tabela A-4)

  s 0   = 0.3672   k J / k g . K

A exergia do vapor é:

Φ = m [ u - u 0 + P 0 ( v - v 0 ) - T 0 ( s - s 0 ) ] = 622,7 k J

Passo 2

Para R - 134 a :

P = 800   k P a → u = 386.99   k J / k g

T = 180   º C v = 0.044554   m 3 / k g   ( T a b e l a   A - 13 )

  s   =   1.3327   k J / k g . K

T 0 = 25   º C →                 u 0 = 85.85   k J / k g

P 0 = 100   k P a v 0 = 0.0008286   m 3 / k g   ( T a b e l a   A - 13 )

            s 0   =   0.32432   k J / k g . K

E a exergia será:

Φ = m [ u - u 0 + P 0 ( v - v 0 ) - T 0 ( s - s 0 ) ] = 5,02 k J

Portanto, a lata de vapor tem mais potencial de trabalho que o R-134a.

Resposta

Portanto, a lata de vapor tem mais potencial de trabalho que o R-134a.

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