Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 91
Um dispositivo, que opera em regime permanente, é alimentado com de amônia a . A temperatura e a pressão do fluido na seção de descarga do dispositivo são iguais a . Sabendo que o processo que ocorre no dispositivo pode ser modelado como politrópico, determine o expoente politrópico, o trabalho específico realizado e a transferência de calor específica no dispositivo.
Passo 1
Oi galerinha, tudo ok? Vamos resolver esta questão!
Bom... Aqui temos um processo politrópico ocorrendo em um dispositivo. O exercício já nos deu as condições de alimentação e descarga do dispositivo e quer que determinemos o expoente politrópico , o trabalho específico realizado e a transferência de calor específica do dispositivo .
Para calcularmos o expoente politrópico, temos a seguinte equação:
Onde é a pressão e o volume específico.
Temos então que encontrar o volume específico em cada estado.
Analisando as tabelas de propriedades termodinâmicas, temos que:
Para amônia a :
E para amônia a :
Passo 2
Agora que encontramos as propriedades que precisaremos, é só aplicar os valores na nossa equação:
Aplicando o logaritmo dos dois lados, temos que:
O expoente politrópico será:
Passo 3
Para o cálculo do trabalho específico de um processo politrópico, temos a seguinte equação:
A constante do gás para a amônia nas condições de operação é de:
Portanto, temos que o trabalho especifico vale:
Podemos aplicar o balanço de energia para encontrar a transferência de calor especifico:
Como já encontramos os valores das entalpias específicas de cada estado no Passo 1, temos só que aplicar os valores na nossa equação: