Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 79

Propano a 100   ° C e 1   M P a é comprimido isotermicamente por um dispositivo pistão-cilindro até 4   M P a . Utilizando os diagramas generalizados, determine o trabalho realizado e a transferência de calor, por unidade de massa de propano.

Passo 1

Pessoal, os desvios de entalpia e os fatores de compressibilidade do propano nos estados inicial e final são determinados a partir dos diagramas generalizados (Figuras A - 29   e A - 15 ):

T R 1 = T 1 T c r = 373 370 = 1,003

p R 1 = p 1 p c r = 1 4,26 = 0 , 235

Z h 1 = 0 28   ,   Z 1 = 0,92

E,

T R 2 = T 2 T c r = 373 370 = 1,008

p R 2 = p 2 p c r = 4 4,26 = 0,939

Z h 2 = 1,8   ,   Z 2 = 050

Tratando o propano como um gás real com Z m e d = Z 1 + Z 2 2 = 0,92 + 0,50 2 = 0,71 :

P ν = Z R T ≅ Z m e d R T = C = c t e

O trabalho de fronteira se torna:

w b , e n t = - ∫ 1 2 P d ν = - ∫ 1 2 C ν d ν = - C ln ⁡ ν 2 ν 1

w b , e n t = Z m e d R T ln ⁡ Z 2 R T P 2 Z 1 R T P 1 = - Z m e d R T ln ⁡ Z 2 P 1 Z 1 P 2

w b , e n t = - 071 0,1885 373 ln ⁡ 0,50 1 0,92 4

w b , e n t = 99,6   k J / k g  

Passo 2

A variação da entalpia e da energia se tornam iguais a:

h 2 - h 1 = R u T c r Z h 1 - Z h 2 + h 2 - h 1 i d e a l

h 2 - h 1 = 0,1885 370 0,28 - 1,8 + 0

h 2 - h 1 - 106   k J / k g

u 2 - u 1 = h 2 - h 1 - R Z 2 T 2 - Z 1 T 1

u 2 - u 1 = - 106 - 0,1885 0,5 373 - 0,92 373 = - 76,5 k J k g

Portanto, a transferência de calor para esse processo é determinada a partir do balanço de energia do sistema fechado:

E e n t - E s a i d a = ∆ E s i s t e m a

q e n t + w b , e n t = ∆ u = u 2 - u 1

q e n t = u 2 - u 1 - w b , e n t = - 76,5 - 99,6 = - 176,1 k J k g

q s a i d a = 176,1 k J k g

Resposta

O trabalho é igual a:

w b , e n t = 99,6   k J / k g  

A transferência de calor é igual a:

q = 176,1 k J k g

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Oxigênio a 200p s i a e 600° F é expandido adiabaticamente e reversivelmente em um bocal para 70p s i a . Determine a velocidade na qual o oxigênio sai do bocal, considerando que ele entra com velocid
Gás propano inicialmente a 750k P a e 177° C deve ser comprimido adiabaticamente e reversivelmente em um dispositivo com escoamento em regime permanente até 7000k P a . Calcule o trabalho específico n
Por meio da relação d h = Td s + νd P , demonstre que a inclinação de uma linha de pressão constante, no diagrama h - s , (a) é constante na região de saturação e (b) aumenta com a temperatura na regi
Determine a entalpia de combustão do metano C H 4 a 25 °C e 1 atm usando os dados de entalpia de formação da Tab. A–26. Considere que a água dos produtos esteja na forma líquida. Compare seu resultado
Etano C 2 H 6 é queimado, à pressão atmosférica, com quantidade estequiométrica de ar como oxidante. Determine o calor rejeitado, em kJ/kmol de combustível, considerando que os produtos e reagentes es