Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 131
Um tanque rígido e com volume interno igual a contém água. Inicialmente, a água está a e do volume do tanque está ocupado por líquido saturado. O tanque conta com uma válvula de alívio posicionada na sua parte superior e, assim, a pressão no tanque não pode exceder . Calor é então transferido ao tanque de um reservatório térmico a , até que o tanque contenha vapor saturado a . Calcule a transferência de calor ao tanque e mostre que este processo de aquecimento não viola a segunda lei da termodinâmica.
Passo 1
Bora resolver uma questãozinha de termodinâmica?
Começamos o problema analisando o sistema proposto.
Pela equação da continuidade:
Pela equação de energia:
Já pela equação de entropia:
Passo 2
Agora, vamos analisar os estágios do processo.
Estágio 1:
Pela Tabela B.1.1, nós obtemos:
Agora, calcularemos :
Podemos calcular o título:
Seguindo, calcularemos e da seguinte maneira:
Passo 3
Estágio 2:
Obtendo as propriedades na tabela:
Calculando :
Passo 4
Saída:
Da tabela:
Por fim, temos que:
Passo 5
Calculando a transferência de calor ao tanque.
Utilizando a equação de energia:
Substituindo os dados:
Passo 6
Demonstrando que este processo de aquecimento não viola a segunda lei da termodinâmica.
Utilizando a equação de entropia:
Com , substituindo os dados:
Ufa!
Acabamos a questão!
Até a próxima!