Enunciado

O estado da água líquida sofre uma mudança de 50 psia e 50 °F para 2000 psia e 100 °F. Determine a variação da energia interna e da entalpia da água com base (a) nas tabelas de líquido comprimido, (b) na aproximação da substância incompressível e tabelas de propriedades e (c) no modelo de calor específico.

Passo 1

Resolvendo o problema usando as propriedades das tabelas de líquido comprimido:

u 1   ≅ u f @ 50 ° F = 18,07   B t u / l b m (Tabela A-4E)

h 1 = h f @ 50 ° F +   + v f P - P s a t @ 50 ° F = 18,07 + 0,01602 50 - 0,17812 p s i a 1   B t u 5,404   p s i a ⋅ f t 3 = 18,21   B t u / l b m

P 2 = 2000   p s i a → u 2 = 67,36   B t u / l b m (Tabela A-7E)

T 2 = 100   ° F → h 2 = 73,30   B t u / l b m

Δ u = u 2 - u 1 = 67,36 - 18,07 = 49,29   B t u / l b m

Δ h = h 2 - h 1 = 73,30 - 18,21 = 55,08   B t u / l b m

Passo 2

Resolvendo o problema utilizando as propriedades de substância incompressível (Tabela A-4E)

u 1 ≅ u f @ 50 ° F = 18,07   B t u / l b m

h 1 ≅ h f @ 50 ° F = 18,07   B t u / l b m

u 2 ≅ u f @ 100 ° F = 68,03   B t u / l b m

h 2 ≅ h f @ 100 ° F = 68,03   B t u / l b m

Δ u = u 2 - u 1 = 68,03 - 18,07 = 49,96   B t u / l b m

Δ h = h 2 - h 1 = 68,03 - 18,07 = 49,96   B t u / l b m

Passo 3

Usando os calores específicos e obtendo a informação da Tablea A-3Ea para o calor específico da água igual a 1,00 Btu/lbm R

Δ h = Δ u = c Δ T = 1,0 ⋅ 100 - 50 = 50   B t u / l b m

Resposta

  1. Δ u = 49,29   B t u / l b m
  2. Δ h = 55,08   B t u / l b m

  3. Δ u = 49,96   B t u / l b m
  4. Δ h = 49,96   B t u / l b m

  5. Δ h = Δ u = 50   B t u / l b m
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