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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 38

Um tanque rígido e selado contém amônia a 0 ° C e título de 50 % . Transfere-se calor para a amônia até que ela atinja 100 ° C . Determine o estado final P 2 , u 2 , o trabalho específico e a transferência de calor por quilo de amônia nesse processo.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Primeiramente, nós temos os seguintes dados para a amônia

T 1 = 0 ° C

T 2 = 100 ° C

x = 0,5

Da tabela de amônia saturada (B.2.1), com valores correspondentes a T 1 = 0 ° C , nós podemos obter o volume específico e a energia interna:

v f = 0,001566 m 3 k g

v f g = 0,28783 m 3 k g

u f = 179,69 k J k g

u f g = 1630,6 k J k g

O volume inicial específico é dado por

v 1 = v f + x ∙ v f g = 0,001566 + 0,5 ∙ 0,28783 = 0,14548 m 3 k g

E a energia interna

u 1 = u f + x ∙ u f g = 179,69 + 0,5 ∙ 1138,3 = 748,84 k J k g

Passo 2

Da tabela de amônia superaquecida B.2.2. correspondente a P = 1   M P a e T 2 = 100 ° C , podemos obter volume específico e energia interna:

v = 0,17389 m 3 k g

u = 1490,5 k J k g

Já no caso de P = 1,2   M P a e T 2 = 100 ° C

v = 0,14347 m 3 k g

u = 1485,8 k J k g

Usando o método de interpolação linear, podemos calcular a pressão final e a energia interna específica:

P 2 = 1000 + 0,14538 - 0,17389 0,14347 - 0,17389 ∙ 1200 - 1000 = 1187   k P a

E

u 2 = 1490,5 + 0,14538 - 0,17389 0,14347 - 0,17389 ∙ 1485,8 - 1490,5 = 1486 k J k g

Passo 3

Este é um processo de volume constante, então o trabalho realizado é zero:

w = 0

A transferência de calor específica é igual a:

q = u 2 - u 1

Substituindo os valores, nós temos que

q = 1486 - 748,84 = 737 k J k g

Resposta

P 2 = 1187   k P a

u 2 = 1486 k J k g

q = 737 k J k g

w = 0

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