Enunciado

Propano cm um conjunto cilindro-pistão é submetido a um processo a pressão constante de vapor saturado a 400 kPa até a temperatura de 40ºC. Despreze os efeitos das energias cinética e potencial, (a) Mostre o processo em um diagrama p-v, (b) determine o trabalho, em kJ/kg, e (c) determine a quantidade de calor transferida, em kJ/kg.

Passo 1

Ooopa, beleza?

Vamos lá pra mais uma questão bem interessante e simples de termodinâmica!

Passo 2

a) Desenhando o diagrama p v do processo, temos:

Passo 3

b) Obtendo as propriedades da Tabela “Propriedades de Propano Saturado (Líquido-Vapor) – Tabela de Pressão” para p 1 = 400   k P a e x = 1 .

  • Volume específico de vapor: v 1 = 0,1137   m 3 / k g
  • Energia interna específica de vapor: u 1 = 418   k J / k g
  • Obtendo as propriedades da Tabela “Propriedades de Propano Superaquecido” para p 1 = 400   k P a e T = 40 ° C .

  • Volume específico: v 2 = 0,1392   m 3 / k g
  • Energia interna específica de vapor: u 2 = 4 8 8 , 1   k J / k g

Passo 4

Calculando o trabalho durante o processo usando a fórmula

W 1 - 2 = ∫ 1 2 p d V = p v 2 - v 1 = 400   k P a 0,1392 - 0,1137 m 3 / k g = 10,2   k J / k g

Passo 5

c) Calculando a transferência de calor durante o processo

Q 1 - 2 = W 1 - 2 + u 2 - u 1 = 10,2   k J / k g 488,1 - 418 k J / k g = 80,3   k J / k g

Resposta

b) W 1 - 2 = 10,2   k J / k g

c) Q 1 - 2 = 80,3   k J / k g

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