Enunciado

Determine a transferência de calor específica no processo descrito no problema anterior utilizando a regra de Kay e os diagramas generalizados.

Passo 1

E aí bonit@s, como vocês estão?

Se liguem só que nós vamos reaproveitar várias coisas da questão anterior. A começar que para calcularmos o EOS, precisamos da constante de gás, que será dada por

M m i s t = ∑ y i ⋅ M i = 0,6 ⋅ 28,054 + 0,4 ⋅ 26,068 = 27,26

R m i x = R - M m i s t = 8,3145 27,26 = 0,305 k J k g ⋅ K

Além disso, temos

c C 2 H 4 = y M M m i s t = 0,6 ⋅ 28,054 27,26 = 0,6175

→ c C 2 H 4 = 1 - c C 2 H 4 = 0,3825

Então

C P m i s t = ∑ c i ⋅ C P i = 0,6175 ⋅ 1,548 + 0,3825 ⋅ 1,699 = 1,606 k J k g ⋅ K

Passo 2

Utilizando a regra de Kay vamos ter

P c m i s t = 0,6 ⋅ 5,04 + 0,4 ⋅ 6,14 = 5,48   M P a

T c m i s t = 0,6 ⋅ 282,4 + 0,4 ⋅ 308,3 ≈ 292,8   K

Assim, nossas propriedades reduzidas serão

P r 1 = 6 5,48 ≈ 1,095 ,     T r 1 = 300 292,8 ≈ 1,025

Sendo assim, pela figura D . 1 do diagrama generalizado vamos ter

h 1 * - h 1 = 2,1 ⋅ R T c = 2,1 ⋅ 0,305 ⋅ 292,8 = 187,5 k J k g

Temos ainda para a segunda parte as seguintes propriedades reduzidas

P r 2 = 6 5,48 ≈ 1,095 ,     T r 2 = 4 00 292,8 ≈ 1 , 366

Sendo assim, pela figura D . 1 do diagrama generalizado vamos ter

h 2 * - h 2 = 0,7 ⋅ R T c = 0,7 ⋅ 0,305 ⋅ 292,8 = 62 , 5 k J k g

Passo 3

Sendo assim, a equação da energia nos fornece

q 2 = h 2 - h 1 = h 2 - h 2 * + h 2 * - h 1 * + h 1 * - h 1

q 2 = - 62,5 + 1,606 ⋅ 400 - 300 + 187,5 = 285,6 k J k g m i s t

Pronto, tá resolvido nosso problema.

Resposta

q 2 = 285,6 k J k g m i s t

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