Um sistema que consiste inicialmente c m   0.5   m 3 de ar a 35 ∘ C ( 10 5 P a l e 70 %   d e   u n i d a c l e   r e l a t i v a   e ́   r e s f r i a b o   a   p r e s s a ̀ o   c o n s t a n t e   a t e 29 ∘ C . Determine o trabalho e a transferência de calor para o processo. cada qual em k j ,

Passo 1

PREMISSAS: (1) O volume de controle mostrado está em estado estacionário. (2) No volume de controle, ω cv = 0 e os efeitos de energia cinética / potencial são insignificantes. (3) Para a fase gás, os princípios dos gases ideais são aplicáveis.

Passo 2

Análise: Inicialmente verifique se ocorrerá condensação ao desarmar a temperatura do ponto de declaração. Para a entrada do vapor de água, , P V 1 = Y V P 1 = 0.2 a t   m = 2.94 l b f / l i n 2 . Assim, a temperatura do ponto de orvalho é 141 F, e assim a condensação e ocorre na saída, há uma fase gasosa saturada e um líquido saturado.

Em seguida, oculte a saída do gás gás. O pussure parcial do vapor de água s Pg_2 e a fração molar do vapor center em y V = n v / n d r y + n V , onde nv é a quantidade de vapor de água que sai por ibinol% entrando na mistura

P v = Y V P ⇒ P g 2 = n V 0.8 + n v P 2 ⇒ 0.9503 = n v 0.8 + n V 14.7 ⇒ n v = 0.0553 16   l b m o l l   (   v a p o r   ) (   l b m o l   m i x 2 , 1

Desse modo em 2 será ( 0.2 - 0.0553 ) = 0.144716 m o l (   c o n d e c i s e t e   ) / 16 m o l ⁡ m a x 3   1

Reduzindo a energia estacionária

0 = Q ˙ c V n ˙ M ∣ x 1 + [ 0.1 h ¯ c o g + 0.2 h _ H 2 O ( V ) + 0.7 h ¯ N 2 ) ( 1 )   - 0 . i h _ C O 2 + 0.0553 h _ H 2 0 ( v ) + 0.7 h _ N 2 ( 2 )

- 0.1447 h _ H 2 0 ( e ) 3

Então com h H 2 O ( v ) = h g   a n d   h H 2 O ( l ) = h f em 2 e h h 2 0 ( v ) em 1

Q c v n m i x j l = 0.1 h _ c o 2 T 2 - h _ c o s 2 T 1 + 0.7 h _ N 2 T 2 - h _ 12 T 1 + M H 2 O 0,0 s 3 h g T 2 + 0.1447 h f T 2 - 0.2 h g T f

= 0.1 [ 4236 - 14081 . ] + 0,7 [ 3890 - 10347 ] + 18.02 [ 0.0553 ( 1105 ) + 0.1447 ( 68 ) - 0.2 ( 1535 ) ]

= - 984.5 - 4519.9 - 4253.6

= - 9758   B t u     ( b m o l   ( m i r i n )  

Para a mistura M m a x = ( 0.1 ) ( 44.01 ) + ( 0.2 ) ( 18.02 ) + ( 0.7 ) ( 28.01 ) = 27.6 1 b ( m i n ) l b m o l ⁡ ( m i n )

Q c ν m m i x - 9758 . 27.6 = - 353.6 B t u l b (   m i x i n   )

Para a mistura de entrada, P v 1 = 2.94 l o f / i n 2 Nesta pressão, a entalpia do vapor de água varia pouco com a plenitude e é determinada principalmente pela temperatura.

Resposta

Para a mistura de entrada, P v 1 = 2.94 l o f / i n 2 Nesta pressão, a entalpia do vapor de água varia pouco com a plenitude e é determinada principalmente pela temperatura.

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