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Enunciado

Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 31

Uma mistura em equilíbrio a 2000 K, 1 atm consiste em Cs, C s + ,   e - . Com base em 1 kmol de Cs inicialmente presente, determine o percentual de ionização do césio. A 2000 K, a constante de equilíbrio-ionização para Cs -> C s + + e - é K=15,63.

Passo 1

Fala, galera! Bora pra mais uma questãozinha boa?

Nessa questão, a gente vai usar um raciocínio semelhante ao usado na questão anterior. E o restante dos dados, conseguiremos da seguinte forma:

h 1 = 3424,6   k J / k g

Para o estágio 2:

h 2 = h 1 - η t 1 h 1 - h 25 = 3082,6   k J / k g

Para o estágio 4:

h 4 = h 3 - η t 2 h 3 - h 45 = 3025,7   k J / k g

Para o estágio 5:

h 5 = 2695,6   k J / k g

Modificando da solução do problema 8.66, temos que:

y ' = h 14 - h 11 h 2 - h 15 = 0,2956 ;           y " = y ' h 7 - h 12 + ( h 8 - h 7 ) ( h 4 - h 7 ) = 0,0519

y ' ' ' = h 9 - h 8 + y ' + y ' ' ( h 8 - h 13 ) h 5 - h 8 = 0,0405

Para os estágios de turbina:

W t m 1 = h 1 - h 2 - 1 - y ' h 3 - h 4 + ( 1 - y ' - y " - y ' ' ' ) ( h 4 - h 5 ) = 1167,4   k J / k g

Passo 2

W p m 1 = h 10 - h 9 + 1 - y ' - y ' ' - y ' ' ' h 8 - h 7 = 33,62   k J / k g

Também, temos que:

Q i n m 1 = h 1 - h 14 + 1 - y ' h 3 - h 2 = 2446,7   k J / k g

E a eficiência térmica, será:

η = W t m 1 - W p m 1 Q i n m 1 = 0,463   ( 46,3 % )

A energia desenvolvida pelo ciclo é:

m 1 = W c i c l o W t : m 1 - W p : m 1 = 1,588 10 6 k g / h

Resposta

W p m 1 = 33,62   k J / k g

η = 0,463   ( 46,3 % )

m 1 = 1,588 10 6 k g / h

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