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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 10

Vapor saturado d’água a 200   k P a é comprimido até a pressão de 600   k P a num processo adiabático reversível. Determine o volume específico e a temperatura da água no estado final desse processo.

Passo 1

Fala pessoal, beleza?

Galera temos que avaliar o vapor d’água sobe as condições de P 1 = 200   k P a é comprimida a pressão de 600   k P a em processo adiabático reversível. Temos que determinar volume específico e temperatura no estado final.

Para encontramos os dados desejados teremos que acessar as tabelas no final do livro, um dado importante que pode nos ajudar é saber que o processo é adiabático reversível, sabendo disso temos que a entropia fica:

Utilizando a definição de entropia, para mudança na entropia:

d s = d q T + d s g e r

Como o processo é adiabático d q = 0 e pelo processo ser reversível d s g e r = 0 , portanto:

d s = d q T + d s g e r = 0 = c o n s t a n t e

Isso nos diz que a entropia no estado 1 é a mesma no estado 2, isso nos ajudara nas tabelas.

Passo 2

Utilizando a pressão P 1 = 200   k P a e sabendo que temos vapor d’água, vamos olhar em uma tabela B . 1.3 :

Coletando os dados de saturação:

T 1   s a t   = 120,23   ° C

v 1   s a t   = 0,88573 m 3 k g

s 1 = 7,1271 m 3 k g = s 2

Passo 3

Para o estado final temos a pressão P 2 = 600   k P a e que s 1 = s 2 = 7,1271 m 3 k g , olhando na tabela B . 1.3 , temos que a temperatura e volume específico final são:

Temos que o nosso s 2 fica entre 200 ° C e 250 ° C , interpolando os dados, temos:

T 2 = 200 + 50 ∙ 7,1271 - 6,9665 7,1816 - 6,9665 = 200 + 50 ∙ 0,74664 = 237,3 ° C

Fazendo o mesmo para o volume:

v 2 = 0,35202 + 0,39383 - 0,35202 ∙ 0,74663 = 0,38324   m 3 / k g

É isso galera, valeu!

Resposta

T 2 = 237,3 ° C

v 2 = 0,38324   m 3 / k g

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