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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 28

Determine as propriedades indicadas:

  1. H_2 O T = 250 ° C , v = 0,02 m^3 // k g p = ? u = ?
  2. N_2 T = 120 K , p = 0 , 8 M P a x = ? h = ?
  3. H_2 O T = - 2 ° C , p = 100 k P a u = ? v = ?
  4. R - 134 a p = 2 0 0 k P a , v = 0 , 1 2 m^3 // k g u = ? T = ?

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Para o item a, queremos a pressão e a energia interna associada às propriedades dadas.

Para a água à temperatura de 250 ° C , temos:

p_s a t = 3973 k P a

v_f = 0,001251 m^3 // k g

v_f g = 0,04887 m^3 // k g

u_f = 1080,37 k J // k g

u_f g = 1522,0 k J // k g

Sabendo que:

v = v_f + x v_f g

Temos que o título é dado por:

x = (0,02 - 0,001251)/(0,04887)

x = 0,38365

Sabendo o título, podemos descobrir a energia interna:

u = u_f + x u_f g

u = 1080,37 + (0,38365) (1522)

u = 1664,28 k J // k g

Passo 2

Para o item b, queremos o título e a entalpia.

Temos que a entalpia associada à T = 120 K e P = 800 k P a , a partir da tabela do nitrogênio superaquecido é dada por:

h = 114,02 k J // k g

E somente com estas informações, não podemos obter valores para título.

Passo 3

Para o item c, queremos a energia interna específica e o volume específico.

Como a temperatura é menor que a do ponto triplo e a pressão é menor que a pressão de saturação. Temos que analisar a tabela de sólido saturado. Obtemos:

u = - 337,61 k J // k g

v = 1,0905 * 10^(- 3) m^3 // k g

Passo 4

No item d, nos é solicitado a temperatura e energia interna específica.

Para o R-134a, não temos o valor de temperatura para a condição dada no exercício. Por isso vamos interpolar. Analisando a tabela do R-134a superaquecido, temos:

T = 30 + (40 - 30) ((0,12 - 0,11889)/(0,12335 - 0,11889))

T = 32,488 ° C

Também vamos interpolar para a energia interna específica. Temos que:

u = 403,1 + (411,04 - 403,1) ((0,12 - 0,11889)/(0,12335 - 0,11889))

u = 405,07 k J // k g

Resposta

a ) x = 0,38365

u = 1664,28 k J // k g

b ) h = 114,02 k J // k g

c ) u = - 337,61 k J // k g

v = 1,0905 * 10^(- 3) m^3 // k g

d ) T = 32,488 ° C

u = 405,07 k J // k g

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