Enunciado

Sete libras (3,2 kg) de propano em um conjunto cilindro-pistão, inicialmente a p1 = 200 lbf/in 2 (1,4 MPa) e T1 = 200°F (93,3ºC) são submetidas a um processo a pressão constante até um estado final. O trabalho relativo ao processo é de -88,84 Btu (293,7 kJ). No estado final, determine a temperatura, em °F, se superaquecido, ou o título, se saturado.

Passo 1

Oiii, tudo bom?

Vamos lá pra mais uma questão de termodinâmica!

Passo 2

Obtendo o volume específico no estado 1 em p 1 = 200   l b f / i n 2 e T 1 = 200 ° F . Da Tabela A-18E “Propriedades do Vapor de Propano Superaquecido” do livro texto.

v 1 = 0,7025   f t 3 / l b

Passo 3

Calculando o volume específico no estado 2, usando o trabalho feito durante o processo de pressão constante:

W = m ∫ p d V = m p v 2 - v 1

→ v 2 = W m p + v 1 = - 88,84   B t u 778   l b f ∙   f t B t u 7 l b 200   l b f / i n 2 144   l b f / f t 2 l b f / i n 2 + 0,7025   f t 3 / l b = 0,3597   f t 3 / l b

Passo 4

Obtendo o volume específico do líquido e vapor saturado no estado 2 em p 1 = p 2 = 200   l b f / i n 2 da Tabela A-17E “Propriedades de Propano Saturado” do livro texto

v f = 0,03432   f t 3 / l b

v g = 0,5261   f t 3 / l b

Já que v 2 < v g o estado 2 está em condição saturada.

Calculando o título do propano saturado:

x 2 = v 2 - v f v g - v f = 0,3597 - 0,03432 0,5261 - 0,03432 = 0,6616

Resposta

x 2 = 0,6616

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