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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 19

Um quilograma de amônia a 50   ° C e 1000   k P a é expandido até 100   k P a num processo isotérmico e reversível em um conjunto cilindro-pistão. Determine o trabalho e a transferência de calor no processo

Passo 1

Fala pessoal, tudo tranks?

Vamos começar fazendo um esboço dos diagramas P - v   e T - s do nosso problema...

E depois, indo atrás das propriedades nos estados inicial (1) e final (2)...

Para isso, vamos usar as tabelas A . 13 e A . 14 da amônia... Temos as seguintes propriedades para os estados inicial e final...

Passo 2

Pois muito bem! Para o estado inicial, com P = 1 000   k P a e T = 50   ° C , temos que...

u 1 = 1 391,3   k J / k g

s 1 = 5,265   k J / k g ⋅ K

Quanto ao segundo estado, de acordo com a tabela de vapor, ficamos com...

v 2 = 1,5658 m ³ / k g

h 2 = 1 581,2   k J / k g

u 2 = 1424,7   k J / k g

s 2 = 6,494   k J / k g ⋅ K

Passo 3

Assim, dado que...

q 1 → 2 = ∫ T d s = T ( s 2 - s 1 )

E considerando o volume de controle, temos que...

m u 2 - u 1 = q 1 → 2 - W 1 → 2

W 1 → 2 = q 1 → 2 - m u 2 - u 1

Aí, substituindo os valores...

q 1 → 2 = 1 ( 273 + 50 ) ( 6,494 - 5,265 )

q 1 → 2 = 396,967   k J

W 1 → 2 = q 1 → 2 - m u 2 - u 1

W 1 → 2 = 396,967 - 1 1424,7 - 1391,3

W 1 → 2 = 363,75   k J

Obtemos nossa resposta!

Resposta

q 1 → 2 = 396,967   k J

W 1 → 2 = 363,75   k J

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