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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 32

Determine as propriedades indicadas e a fase da substância.

  1. H 2 O T = 120   ° C ,   v = 0 , 5   m 3 / k g , u = ? p = ? x = ?
  2. H 2 O T = 10 0   ° C , p = 10   M P a u = ? x = ? v = ?
  3. N 2 T = 20 0   K , p = 2 00   k P a v = ? u = ?
  4. N H 3 T = 10 0   ° C , v = 0,1   m 3 / k g p = ? x = ?
  5. N 2 T = 10 0   K , x = 0 , 75   v = ? u = ?

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Analisando a tabela de saturação da água para 120 °   C . Temos os seguintes dados:

v f = 0,001060   m 3 / k g

v f g = 0,89080   m 3 / k g

u f = 503,48   k J / k g

u f g = 2025,76   k J / k g

E uma pressão de p = 198,5   k P a .

Podemos descobrir o título:

x = v - v f v f g

x = 0,5 - 0,00106 0,89080

x = 0,56

Com o título encontramos a energia interna específica:

u = u f + x u f g

u = 503,48 + 0,56 ⋅ 2025,76

u = 1637,9   k J / k g

Passo 2

Para o item b, analisando a tabela de saturação da água à 10000   k P a , temos um líquido comprimido. Analisando a tabela de líquido comprimido encontramos, para 100 ° C :

u = 416,1   k J / k g

v = 0,001039   m 3 / k g

E x é um valor indefinido pois estamos na fase de líquido comprimido.

Passo 3

Para o item c, analisando a tabela do nitrogênio superaquecido, temos os valores de propriedades para a temperatura de 200   K e 200   k P a , temos que:

v = 0 , 29551   m 3 / k g

u = 147,37   k J / k g

E como não estamos na zona de mistura, x é mais uma vez indefinido.

Passo 4

Para o item d, analisando a tabela da amônia superaquecida temos que:

P = 1600 + 2000 - 1600 0,1 - 0,10539 0,08248 - 0,10539

P = 1694   k P a

Passo 5

Para o item e, analisando a tabela do nitrogênio saturado, temos que:

v = v f + x v f g

v = 0,001452 + 0,75 ⋅ 0,02975

v = 0,023765   m 3 / k g

u = u f + x u f g

u = 28,8   k J / k g

Resposta

a ) p = 198,5   k P a

x = 0,56

u = 1637,9   k J / k g

b )   u = 416,1   k J / k g

v = 0,001039   m 3 / k g

c ) v = 0,29551   m 3 / k g

u = 147,37   k J / k g

d )   P = 1694   k P a

e )   v = 0,023765   m 3 / k g

u = 28,8   k J / k g

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