Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 20
Uma garrafa de aço, fechada, contém amônia a , e o volume é de . A garrafa possui uma válvula de segurança que abre a uma pressão de . Por acidente, a garrafa é aquecida até que a válvula de segurança se abra. Determine o calor total transferido e a temperatura no momento da abertura da válvula.
Passo 1
Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!
Temos os seguintes dados, fornecidos pelo enunciado
Como o volume da amônia na garrafa permanece constante durante a transferência de calor, podemos concluir que não há trabalho realizado, então toda a transferência de calor para a amônia é usada para aumentar a energia interna específica da amônia na garrafa. Como o estado um é definido com a temperatura e a qualidade da mistura, podemos determinar o volume específico e a energia interna específica do estado 1, conforme a tabela B.2.1
Substituindo os valores, nós obtemos que
Logo, temos que é igual a
E para o
Novamente fazendo a substituição,
Com isso, obtemos que
Agora, vamos determinar a massa da amônia na garrafa:
Com isso,
Como o volume é igual a , e a massa permanece constante, podemos concluir que o volume específico permanece constante também:
Passo 2
Usando essa informação e a pressão sendo igual a podemos determinar a temperatura e a energia interna específica da amônia na garrafa no estado 2. Usando a tabela B.2.2 e fazendo a interpolação linear podemos calcular a temperatura e a energia interna específica energia como:
Simplificando os termos
Com isso, nós temos que
O que nos dá aproximadamente
E para o
Simplificando os termos
Finalmente, podemos determinar a transferência de calor para a amônia como:
Substituindo os termos
Com isso, nós temos que