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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 8

i. Determine a fase assim como as propriedades que faltam entre P , T , v , u   e   x .

a. H 2 O   a   P = 5000   k P a ,   u = 1000 k J k g   ( r e f e r ê n c i a   t a b e l a   v a p o r )

b. A m ô n i a   a   T = 50 ° C ,   v = 0,1185 m 3 k g

c. R - 134 a   a   T = 20 ° C ,   u = 300 k J k g

d. N 2   a   250   K ,   P = 250   k P a

ii. Mostre os quatro estados como pontos em um diagrama T - v com a posição correta em relação à região de duas fases.

Passo 1

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

A - Usando a tabela B.4.1 podemos ver a água à pressão de p = 5000   k P a , com a energia interna específica de u = 1000 k J k g está localizado na área líquida da água comprimida, em algum lugar entre as temperaturas T = 240 ° C e a temperatura T = 200 ° C . Fazendo a interpolação linear podemos encontrar as propriedades que faltam neste estado

240 C - 220 C 240 C - T = 1031,34 k J k g - 938,43 k J k g 1031,22 k J k g - 1000 k J k g

Com isso, desenvolvendo os termos

20 C 240 C - T = 2,96647

Isolando o T

T = 240 C - 6,74 C = 233,258 C

Fazendo a interpolação linear,

0,001226 m 3 k g - 0,001187 m 3 k g 0,001226 m 3 k g - v = 2,96647

Isolando a vazão mássica v

v = 0,001226 m 3 k g - 0,000013146 m 3 k g = 0,0012128 m 3 k g

Como o estado existe em uma área líquida de fase, e não há mistura, podemos concluir que a qualidade da mistura x não está definida neste estado.

Passo 2

C - Usando a tabela B.5.1 podemos ver que para o refrigerante R134a, o estado definido pela temperatura T = 20 ° C e a energia interna específica u = 300 k J k g ​ existe na área líquido-vapor, porque o valor da energia interna específica dada está localizado entre os valores da energia interna específica do líquido saturado e do vapor saturado, v f ​ e v g ​. Portanto, podemos determinar a qualidade da mistura do estado e, em seguida, outras propriedades ausentes. A pressão do estado é igual à pressão de saturação a esta temperatura:

p = p s a t = 572,8   k P a

E o termo u é igual a

u = u f + x ∙ u g - u f

Substituindo os termos,

300 k J k g = 227,03 k J k g + x ∙ 389,19 k J k g - 227,03 k J k g

Isolando o x

x = 300 k J k g - 227,03 k J k g 389,19 k J k g - 227,03 k J k g = 0,45

Com isso, a vazão mássica é dada por

v = v f + x ∙ v g - v f

Novamente, substituindo os termos,

v = 0,000817 m 3 k g + 0,45 ∙ 0,03606 m 3 k g - 0,000817 m 3 k g

Com isso, nós temos que v é igual a

v = 0,01667 m 3 k g

Passo 3

D - De acordo com a tabela B.6.2 podemos ver que para a pressão p = 200   k P a e a temperatura T = 250   K o nitrogênio existe na área de vapor superaquecido, pois o valor da temperatura dada é maior que o valor da temperatura de saturação nesta pressão. Agora, fazendo a interpolação linear, podemos determinar as propriedades que faltam. Como a temperatura está localizada entre as temperaturas T = 240   K e T = 260   K

260 K - 240 K 260 K - 250 K = 0,38535 m 3 k g - 0,35546 m 3 k g 0,38535 m 3 k g - v

Desenvolvendo os termos, nós temos que

2 = 0,02989 m 3 k g 0,38535 m 3 k g - v

Isolando o v

v = 0,38535 m 3 k g - 0,014945 m 3 k g = 0,370405 m 3 k g

Para conseguir o termo u , nós usaremos a interpolação linear

2 = 192,14 k J k g - 177,23 k J k g 192,14 k J k g - u

Isolando o u

u = 192,14 k J k g - 7,455 k J k g

Com isso, nós temos que

u = 184,685 k J k g

Resposta

Resposta nos passos

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