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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 29

Determine as propriedades que faltam p ,   T , v ,   u ,   h   e   o   t í t u l o ,   s e   a p l i c á v e l e indique a posição dos três estados nos diagramas T - v e p - v .

  1. H 2 O p = 50 00   k P a , u = 800   k J / k g
  2. H 2 O p = 50 00   k P a , v = 0 , 06   m 3 / k g
  3. R - 134 a T = 35   ° C , v = 0 , 0 1   m 3 / k g

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Analisando a tabela de pressão da água saturada para 5000   k P a :

Temos que:

u f = 1 147,78   k J / k g

Como a energia interna específica dada é menor, temos que o nosso corpo está no estado de líquido comprimido. Fazendo a interpolação para T e v , temos que:

T = 180 + 200 - 180 800 - 759,62 848,08 - 759,62

T = 189,1   ° C

v = 0,001124 + 0,001153 - 0,001124 189,1 - 180 200 - 180

v = 0,001137   m 3 / k g

Passo 2

Para o item b, analisando a tabela de pressão da água saturada para 5000   k P a , temos que v g = 0,03944   m 3 / k g . Este valor é menor que o proposto no enunciado, portanto estamos trabalhando com vapor superaquecido.

Fazendo a interpolação para T e u , temos que:

T = 400 + 450 - 400 0,06 - 0,05781 0,06330 - 0,05781

T = 419,95   ° C

u = 2906,58 + 2999,64 - 2906,58 0,06 - 0,05781 0,0633 - 0,05781

u = 2943,7   k J / k g

Podemos encontrar também o valor da entalpia específica associada:

h = 3195,64 + 3316,15 - 3195,64 0,06 - 0,05781 0,0633 - 0,05781

h = 3243,71   k J / k g

Passo 3

Para o item c, analisando a tabela do R-134a saturado a 35 ° C , temos que:

P s a t = 887,6   k P a

Essa pressão será a pressão do sistema pois, o volume específico dado é maior que v f e menor que v g , estando assim na zona de mistura.

Podemos então encontrar o título:

x = v - v f v g

x = 0,01 - 0,000857 0,02224

x = 0,4111

De posse do título, podemos encontrar as outras propriedades:

u = u f + x u g

u = 248,34 + 0,4111 ⋅ 148,68

u = 309,46   k J / k g

A entalpia será:

h = h f + x h g

h = 249,1 + 0,411 ⋅ 168,42

h = 318,32   k J / k g

Passo 4

Nos diagramas abaixo, temos a representação da posição dos três estados nos diagramas T - v e p - v .

Resposta

a ) T = 189,1   ° C

v = 0,001137   m 3 / k g

b )   T = 419,95   ° C

u = 2943,7   k J / k g

h = 3243,71   k J / k g

c )   x = 0,4111

u = 309,46   k J / k g

h = 318,32   k J / k g

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