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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 47

Metano a 3   M P a e 300   K é estrangulado até 100   k P a . Admitindo que o processo seja adiabático e que as variações de energia cinética e potencial são desprezíveis, determine a temperatura de saída utilizando as seguintes hipóteses:

  1. O metano se comporta como um gás perfeito.
  2. O metano se comporta como um gás real.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Temos que a pressão inicial do metano é de p 1 = 3   M P a . A temperatura inicial é de T 1 = 300   K e a pressão final de p 2 = 100   k P a .

Como as variações de energia cinética e potencial são desprezíveis, podemos dizer que o processo se torna isentalpico:

h 1 = h 2

Para o gás ideal, este modelo pode ser aproximado para:

C p T 1 = C p T 2

Logo:

T 1 = T 2 = 300   K

Para o gás real, temos que analisar as tabelas de propriedades termodinâmicas da amônia.

Na entrada, para as condições de estado dadas, temos que:

h 1 = 596,71   k J / k g

Sabendo disso, temos que:

h 2 = 596,71   k J / k g

Analisando novamente a tabela, para p 2 = 100   k P a e h 2 = 596,71   k J / k g , encontramos um valor de:

T 2 = 13,85   ° C

T 2 = 286,85   K

Resposta

a . →   T 2 = 300   K

b . → T 2 = 286,85   K

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