Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 94

Inicialmente, um conjunto cilindro-pistão isolado contém dióxido de carbono a 120   k P a e 400   K . O gás é então comprimido até 2,5   M P a num processo adiabático reversível. Calcule a temperatura final e o trabalho envolvido, admitindo:

  1. Calor específico variável (Tab. A.8).
  2. Calor específico constante (Tab. A.5).
  3. Calor específico constante (avaliado numa temperatura intermediária e utilizando a Tab. A.6).

Passo 1

Opa, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Como o processo da questão é adiabático reversível, temos que a entropia de geração é nula, logo:

S 2 = S 1

∆ S = 0

Podemos dizer que:

∆ S = S T 0 2 - S T 0 1 - R ln ⁡ p 2 p 1

Rearranjando, temos que:

S T 0 2 = S T 0 1 + R ln ⁡ p 2 p 1

Podemos calcular:

S T 0 2 = 5,1196 + 0,18889 ln ⁡ 2500 120

S T 0 2 = 5,6932   k J / k g K

Passo 2

Podemos interpolar os valores tabelados para descobrir a temperatura correspondente à essa entropia padrão.

Temos que:

T 2 = 650 + 5,6932 - 5,6151 5,6976 - 5,6151 700 - 650

T 2 = 697,33   K

Podemos também encontrar a energia interna correspondente:

u 2 = 437,71 + 5,6932 - 5,6151 5,6976 - 5,6151 483,97 - 437,71

u 2 = 481,5   k J / k g

O valor da energia interna no estado inicial é de:

u 1 = 228,10   k J / k g

O trabalho será:

W = - u 2 - u 1

W = - 253,3   k J / k g

Passo 3

Para calcular a temperatura e trabalho considerando calor especifico constante, temos que:

T 2 T 1 = p 2 p 1 k - 1 k

T 2 = 400 2500 120 1,289 - 1 1,289

T 2 = 789,7   K

O trabalho será:

W = - C v T 2 - T 1

W = - 0,653 789,7 - 400

W = - 254,5   k J / k g

Passo 4

Para o calor específico constante a partir da tabela A.6, temos que:

T 2 T 1 = p 2 p 1 k - 1 k

T 2 = 400 2500 120 1,2 196 - 1 1,2 196

T 2 = 691   K

O trabalho será:

W = - C v T 2 - T 1

W = - 0,8601 691 - 400

W = - 25 0,3   k J / k g

Resposta

a )   T 2 = 697,33   K

W = - 253,3   k J / k g

b )   T 2 = 789,7   K

W = - 254,5   k J / k g

c )   T 2 = 691   K

W = - 250,3   k J / k g

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

207. Usando os argumentos do Prob. 7–206, determine a energia de explosão total de 0,35 L de uma bebida enlatada que explode a uma pressão de 1,2 MPa. Quantos quilos de TNT equivalem a essa energia ex
210. Para controlar a potência produzida por uma turbina a vapor isentrópica, uma válvula de estrangulamento é colocada na linha de fornecimento de vapor na entrada da turbina, como mostrado na figura
206. Em 1982, a explosão de um tanque de água quente em uma escola dos Estados Unidos localizada em Spencer (Oklahoma) matou 7 pessoas e feriu outras 33. Embora o número de tais explosões tenha diminu
Reconsidere o Prob. 7–42. Usando o EES (ou outro programa), avalie e trace um gráfico do trabalho realizado sobre o vapor de água em função da pressão final, considerando uma variação de 300 kPa a 1,2
Reconsidere o Prob. 7–44. Usando o EES (ou outro programa), avalie e trace um gráfico do calor transferido para o vapor de água e o trabalho realizado em função da pressão final, à medida que ela vari