Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 83
Um tanque rígido de contém inicialmente vapor saturado de refrigerante-134a a 1 MPa. O tanque está conectado por uma válvula a uma linha de alimentação que transporta refrigerante-134a a e . A válvula é então aberta, e o refrigerante entra no tanque. A válvula é fechada quando metade do volume do tanque é preenchido com líquido, e o restante, com vapor a . O refrigerante troca calor durante esse processo com a vizinhança a . Determine (a) a transferência de calor e (b) a destruição de exergia associada a esse processo.
Passo 1
Vamos lá, estudantes! Um tanque rígido contém inicialmente vapor R-134a saturado a uma pressão especificada. O tanque é ligado a uma linha de alimentação e o R-134a pode entrar no tanque. Deve ser determinada a quantidade de transferência de calor com o meio envolvente e a destruição por esforço. As propriedades do refrigerante são
Passo 2
Análise (a) Nós tomamos o tanque como o sistema, que é um volume de controle desde que a massa atravessa o limite. 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:
As massas iniciais e finais no tanque são:
Então, do equilíbrio de massa e energia,
A transferência de calor durante este processo é determinada a partir do balanço energético a ser,
Passo 3
(b) A exergia destruída durante um processo pode ser determinada a partir de um equilíbrio de exergia ou directamente a partir da sua definição . A geração de entropia neste caso é determinada a partir de um balanço de entropia em um sistema estendido que inclui o cilindro e seu entorno imediato, de modo que a temperatura limite do sistema estendido seja sempre a temperatura do entorno . Ela nos da que,
Em substituição, a exergia de destruição está determinada a ser
