Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 61
Uma lata rígida de 0,8 pé 3 , bem isolada, inicialmente contém refrigerante-134a a 140 psia e 50 °F. Uma fenda desenvolve-se dentro da lata, e o refrigerante começa a vazar para fora lentamente. Considerando que o refrigerante restante na lata foi submetido a um processo adiabático reversível, determine a massa final na lata quando a pressão cair para 30 psia. O sistema está ilustrado na Figura 1.
Figura 1: Refrigerante inicialmente confinado e que posteriormente se expande de maneira adiabática através de uma fenda
Passo 1
Entendendo o problema:
O processo consiste num refrigerante inicialmente confinado num recipiente isolado, que posteriormente é liberado para se expandir adiabática e reversivelmente por uma fenda, até que o sistema atinja uma pressão menor de 30 psia. O problema pede a quantidade de massa final dentro do recipiente quando o sistema atinge o estado final. Como o processo é adiabático, também é isentrópico, ou seja, as entropias dos estados inicial e final são iguais
Passo 2
Coletando dados:
Consultando as Tabelas A-11, A-12 e A-13 para obter dados dos estados inicial e final:
Estado inicial:
valor para a entropia, pela tabela:
Estado final:
-
(processo isentrópico)
No estado final, o sistema é uma mistura líquido-vapor, cujo título é dado por:
Com o valor do título e com a ajuda das tabelas, é possível calcular o volume específico do sistema no estado final:
Passo 3
Calculando a massa do sistema no estado final:
A massa do sistema no estado final pode ser determinada pela razão entre o volume do recipiente, dado no enunciado, e o volume específico no estado final calculado no passo anterior. Assim:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)