Enunciado

Um vaso rígido contém 0,75   k g de água. Inicialmente, a temperatura e a pressão são iguais a 300 ° C e 1200   k P a . A água é então resfriada até que a pressão atinja 300   k P a . Determine a temperatura no estado final do processo, o trabalho realizado e o calor transferido no processo descrito.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Trata-se de um processo que mantém a massa e o volume constante. Portanto W = 0 .

Analisando a tabela de propriedades da água saturada para 3 00   k P a temos que:

T 2 = T s a t = 133,55 °   C

Temos que o volume específico dado é maior que u f e menor que u g , estando assim na zona de mistura. Podemos então encontrar o título:

x = v - v f v g

x = 0,21382 - 0,001073 0,60475

x = 0,35179

De posse do título, podemos encontrar as outras propriedades:

u = u f + x u g

u = 561,13 + 0,35179 ⋅ 1982,43

u = 1258,5   k J / k g

Da equação de balanço de energia teremos:

Q = m u 2 - u 1 + W

Q = 0,75 1258,5 - 2789,22 + 0

Q = - 1148   k J

Resposta

T s a t = 133,55 °   C

Q = - 1148   k J

W = 0

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