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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 60

Um dispositivo que opera em regime permanente é alimentado com 4   k g / s de amônia a 150   k P a   e   - 20   ° C . A amônia é descarregada do dispositivo a 400   k P a   e   80   ° C . As variações de energia cinética e potencial do escoamento de amônia são desprezíveis e o processo realizado no dispositivo pode ser considerado como politrópico. Sabendo que o trabalho específico necessário para acionar o dispositivo é dado por ( n / n   - 1 ∆ p v , determine: a. o expoente politrópico e b. o trabalho específico e a transferência de calor específica deste processo.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

A primeira coisa a se fazer é consultar a tabela de propriedades para obter os valores de entalpia específica e volume especifico em cada estado. Temos que:

h 1 = 1422,9   k J / k g

v 1 = 0,79774   m 3 / k g

Para o estado 2 , temos:

h 2 = 1636,7   k J / k g

v 2 = 0,4216   m 3 / k g

O índice politrópico pode ser dado por:

n = ln ⁡ p 2 p 1 ln ⁡ v 1 v 2

Resolvendo, temos que:

n = ln ⁡ 400 150 ln ⁡ 0,79774 0,4216

n = 1,538

Passo 2

Podemos agora aplicar à equação para descobrir o trabalho:

w = - n n - 1 p 2 v 2 - p 1 v 1

w = - 1,538 1,538 - 1 400 ⋅ 0,4216 - 150 ⋅ 0,79774

w = - 140   k J / k g

A transferência de calor especifica será:

q = h 2 - h 1 + w

q = 1636,7 - 1422,9 - 140

q = 73,8   k J / k g

Resposta

w c = - 140   k J / k g

q = 73,8   k J / k g

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