O pistão carregado com pesos mostrado no dispositivo da Fig. P5–127E mantém a pressão do conteúdo pistão-cilindro a . Inicialmente, o sistema não contém massa. Em um determinado momento, a válvula é aberta e vapor da linha flui para dentro do cilindro até que o volume chegue aos . Esse processo é adiabático, e o vapor na linha permanece em e . Determine a temperatura final (e o título, se for o caso) do vapor no cilindro, e também o trabalho total produzido quando o dispositivo estiver preenchido.

Nós tomamos o tanque como o sistema, que é um volume de controle desde que a massa atravessa o limite. Observando que as energias microscópicas de fluidos fluidos fluidos fluidos e não fluidos são representadas pela entalpia h e energia interna u, respectivamente, e também observando que a massa inicial no sistema é zero, os balanços de massa e energia para este sistema de fluxo uniforme podem ser expressos como:

Equilibrio de massa:

Equilibrio de energia:

Combinando os dois equilíbrios,

O trabalho de fronteira é determinado como,

E vamo lá! Substituindo, a equação de balanço de energia simplifica em:

A entalpia do vapor na entrada é

Substituindo esse valor na equação de equilíbrio de energia, e usando uma solução iterativa dentro do EES, temos:

A massa final,

E o trabalho produzido é: