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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 20

Um quilograma de amônia a 50   ° C e 1000   k P a é expandido até 140 ° C num processo isobárico 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 = 1000   k P a e T = 50   ° C , temos que...

h 1 = 1526,3   k J / k g

v 1 = 0,145   m ³ / k g

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

v 2 = 0,1955   m ³ / k g

h 2 = 1762,2   k J / k g

Passo 3

Assim, dado que...

u 1 = h 1 - P 1 v 1

u 1 = 1526,3 - 1000 ⋅ 0,145

u 1 = 1391,3   k J / k g

u 2 = h 2 - P 2 v 2

u 2 = 1762,2 - 1000 ⋅ 0,1955

u 2 = 1566,7   k J / k g

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

m u 2 - u 1 = q 1 → 2 - W 1 → 2

q 1 → 2 = m u 2 - u 1 + W 1 → 2

q 1 → 2 = m u 2 - u 1 + m P ( v 2 - v 1 )

Aí, substituindo os valores...

q 1 → 2 = m u 2 - u 1 + m P ( v 2 - v 1 )

q 1 → 2 = 1 1566,7 - 1391,3 + 1 ⋅ 1000 ( 0,1955 - 0,145 )

q 1 → 2 = 225,9   k J

W 1 → 2 = m P ( v 2 - v 1 )

W 1 → 2 = 1 ⋅ 1000 ( 0,1955 - 0,145 )

W 1 → 2 = 50,5   k J

Obtemos nossa resposta!

Resposta

q 1 → 2 = 225,9   k J

W 1 → 2 = 50,5   k J

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