Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 53
Um sistema que consiste inicialmente em 0,5m3 de ar a 35 ∘ C, lbar, ϕ = 70% é resfriado a pressão constante a 29 ∘ C. Determine o trabalho e a transferência de calor para o processo
Esquemas e dados fornecidos
Passo 1
PREMISSAS: (1) Conforme mostrado na figura a seguir, o sistema consiste na quantidade especificada de ar úmido. (2) A mistura atua como um gás ideal, com cada componente aderindo ao modelo de Dalton.
ANÁLISE: O primeiro passo é determinar se ocorre condensação. Enquanto não houver condensação, a fração molar do vapor d'água, Y1, permanece constante. Porém, como o resfriamento ocorre a uma pressão de mistura fixa, a pressão parcial do vapor d'água permanece constante até que uma mistura saturada seja atingida: Pr = YV p. O início da condensação, neste caso, corresponde às lagoas, portanto, à temperatura do ponto de orvalho. Use dados fornecidos
Passo 2
Consequentemente, a condensação não ocorre.
Uma vez que a mistura passa por um processo de pressão constante
A quantidade total de mistura permanece constante, si o estado de equilíbrio ideal do gás fornece
assim
Com a suposição 3, um balanço de energia dá
, or . A mudança na energia interna do sistema é a soma das mudanças de energia interna do ar seco e vepor de água . Assim
De acordo com a discussão da Seç. 12.5.2, das tabelas de vapor. Para o ar, Ua é obtido na Tabela A-22. Os valores de massa ma e mv são obtidos a partir da equação de estado do gás ideal:
Substituindo a expressão por Q