Enunciado

Um tanque rígido contém 0,02 lb (0,01 kg) de água, inicialmente a 120°F (48,9°C) e um título de 50%. A água recebe 8 Btu (8,4 kJ) por transferência de calor. Determine a temperatura, em °F, a pressão final, em lbf/in2 e o título da água no estado final.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos lá pra mais uma questão bem interessante de termodinâmica! Nessa questão vamos usar um pouco do computador ao nosso favor hehe. Vou usar o software EES (Engineering Equation Solver) pra ajudar a gente a achar as propriedades.

Passo 2

Considerando que o volume específico permanece o mesmo durante e depois do processo como o sistema está no tanque rígido.

Do diagrama, o volume específico permanece constante, e a localização do estado final é arbitrário como a temperatura e pressão do estado são desconhecidos.

Passo 3

Aplicando a primeira lei da termodinâmica para obter a energia interna final como uma das propriedades independentes

Q = d U + W

Como o sistema é rígido, o trabalho é nulo

Q = d U = m m u 2 - u 1

Passo 4

Escrevendo o código EES com o volume específico v 2 e a energia interna final u 2 e lembra de botar o sistema de unidades como o inglês

"dado"

Fluid$='water'

T[1]=120[F]

x[1]=0,5

"análise"

P[1]=P_sat(Fluid$;T=T[1])

v[1]=volume(Fluid$;P=p[1];x=x[1])

v[1]=v[2]

u[1]=intenergy(Fluid$;P=P[1];x=x[1])

Q=m*(u[2]-u[1])

m=0,02[lb_m]

Q=8[Btu]

P[2]=pressure(Fluid$;v=v[2];u=u[2])

T[2]=temperature(Fluid$;v=v[2];u=u[2])

x[2]=quality(Fluid$;v=v[2];u=u[2])

Rodando o Código, obtemos os seguintes resultados

Resposta

T 2 = 143,9 ° F

P 2 = 3,196   p s i

x 2 = 0,9067

Ver Outros Exercícios desse livro