Enunciado

Um tanque rígido de 0,1   m 3 contém inicialmente refrigerante-134a a 1,2   M P a e título de 100 % . O tanque está conectado por uma válvula a uma linha de alimentação que transporta refrigerante-134a a 1,6   M P a e 30   ° C . A válvula é então aberta, permitindo que o refrigerante entre no tanque, e é fechada quando o tanque contém apenas líquido saturado a 1,4   M P a . O refrigerante troca calor com a vizinhança a 45   ° C e 100   k P a durante esse processo. Determine (a) a massa do refrigerante que entrou no tanque e (b) a exergia destruída durante esse processo.

Passo 1

Vamos lá, estudantes! Um tanque rígido contém inicialmente vapor R-134a saturado. O tanque é ligado a uma linha de alimentação e o R-134a pode entrar no tanque. Deve ser determinada a massa do R-134a que entrou no tanque e o esforço destruído durante este processo. As propriedades do refrigerante, são

Passo 2

Nós tomamos o tanque como o sistema, que é um volume de controle. Observando que as energias microscópicas de fluidos fluidos fluidos fluidos e não fluidos são representadas pela entalpia h e energia interna u, respectivamente, os balanços de massa e energia para este sistema de fluxo uniforme podem ser expressos como:

Equilibrio de massa:

Equilibrio de energia:

(a) As massas inicial e final no tanque são

Portanto, puxando la do equilíbrio de massa:

A transferência de calor durante o processo é definida pelo equilíbrio de energia

Passo 3

(b) A parte da potência de saída que é utilizada apenas para superar as irreversibilidades é equivalente à destruição por esforço, que pode ser determinada a partir de um equilíbrio de esforço ou diretamente a partir de sua definição X d e s t r u i d o = T 0 S g e n onde a geração de entropia S g e n é determinada a partir de um equilíbrio de entropia em um sistema estendido que inclui o dispositivo e seu entorno imediato. Ele nos da,

É determinada para,

Resposta

a )   m i = 103.11   k g

b )   X d e s t r u i d o = 80.3   k J

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