Enunciado

Vapor em um conjunto cilindro-pistão passa por um processo politrópico, com n=2, de um estado inicial em que   V 1 = 2   f t ³ ,   p 1 = 450   l b f / i n 2   e   u 1 = 1322,4   B t u / l b até um estado final em que u 2 = 1036,0   B t u / l b   e   v 2 = 3,393   f t ³ / l b . A massa de vapor é 1,14 lb. Desprezando as variações nas energias cinética e potencial, determine o valor específico inicial em f t 3 / l b , e as energias transferidas por meio de trabalho e de calor, ambas em Btu.

Passo 1

Falaaa pessoal, como vocês estão? Bom, bora pra mais uma questão desse assunto!

Pra resolver essa questão, vamos assumir que se trata de um sistema fechado e as energias cinética e potencial vão ter efeitos desconsiderados.

Para determinar o trabalho, começamos fazendo o balanço energético:

∆ U = Q - W = m ( u 2 - u 1 )

Agora podemos fazer que:

W = Q - m u 2 - u 1 = 1,2 990,58 - 1363,3 = 104,4   B t u

E agora faremos o processo integração pra conseguirmos o valor de v 2 .

W = ∫ v 1 v 2 ρ d v = - m p 1 v 1 2 1 u 2 - 1 u 1

Assim, vamos ter que:

1 v 2 = 1 v 1 - W m ρ 1 v 1 2 = 0,2630  

Logo,

v 2 = 1 0,2630 = 3,802   B t u

Resposta

W = 104,4   B t u

v 2 = 3,802   B t u

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