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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 34

Inicialmente, a água de uma amostra se encontra como líquido saturado a 20 ° C . A água é então comprimida, em processos isotérmicos, até que a pressão atinja a) 500   k P a , b) 2   M P a e c) 20   M P a . Determine as variações de u e h em cada um destes processos.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Para a temperatura inicial, T = 20 ° C , temos que:

h 1 = 83,94   k J / k g

u 1 = 83,94   k J / k g

No estado 2 , temos que:

P = 500   k P a

h 2 = 84,41   k J / k g

u 2 = 83,91   k J / k g

A variação da energia interna específica é dada por:

∆ u = u 2 - u 1

∆ u = 83,91 - 83,94

∆ u = - 0,03   k J / k g

A variação de entalpia específica é dada por:

∆ h = h 2 - h 1

∆ h = 84,41 - 83,44

∆ h = 0,47   k J / k g

A variação de pressão será:

∆ P V = ∆ h - ∆ u

∆ P V = 0,47 - - 0,03

∆ P V = 0,5   k P a

Passo 2

Para o item b, vamos fazer os mesmos cálculos do passo anterior, mas com P = 2000   k P a , temos que:

Para a temperatura inicial, T = 20 ° C , temos que:

h 1 = 83,94   k J / k g

u 1 = 83,94   k J / k g

No estado 2 , temos que:

h 2 = 8 5 , 82   k J / k g

u 2 = 83,82   k J / k g

A variação da energia interna específica é dada por:

∆ u = u 2 - u 1

∆ u = 83,82 - 83,94

∆ u = - 0 , 12   k J / k g

A variação de entalpia específica é dada por:

∆ h = h 2 - h 1

∆ h = 85,82 - 83 , 9 4

∆ h = 1,88   k J / k g

A variação de pressão será:

∆ P V = ∆ h - ∆ u

∆ P V = 1,88 - - 0 , 12

∆ P V = 2   k P a

Passo 3

Para o item c, vamos fazer os mesmos cálculos do passo anterior, mas com P = 2 0 000   k P a , temos que:

Para a temperatura inicial, T = 20 ° C , temos que:

h 1 = 83,94   k J / k g

u 1 = 83,94   k J / k g

No estado 2 , temos que:

h 2 = 102,61   k J / k g

u 2 = 82,75   k J / k g

A variação da energia interna específica é dada por:

∆ u = u 2 - u 1

∆ u = 82,75 - 83,94

∆ u = - 1,19   k J / k g

A variação de entalpia específica é dada por:

∆ h = h 2 - h 1

∆ h = 102,6 - 83,94

∆ h = 18,67   k J / k g

A variação de pressão será:

∆ P V = ∆ h - ∆ u

∆ P V = 18,67 - - 1,19

∆ P V = 2 0   k P a

Resposta

a ) ∆ P V = 0,5   k P a

b )   ∆ P V = 2   k P a

c ) ∆ P V = 20   k P a

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