Amônia contida no interior de um conjunto pistão cilindro é submetida a dois processos em série. Inicialmente, a amônia está na condição de vapor saturado a
. O processo 1-2 envolve resfriamento à pressão constante até que o título atinja
. O segundo processo, do estado 2 para o estado 3 , envolve aquecimento à volume constante até que o título atinja 100%. Efeitos de energia cinética e potencial são desprezíveis. Para
de amônia, determine o calor e trabalho para cada processo, em kJ.
‘Ammonia’
(‘Ammonia’;
)
‘Ammonia’
‘Ammonia’
‘Ammonia’;
‘Ammonia’
'Ammonia' ;
'Ammonia';
)
'Ammonia
Sort
689,5
13,34
1348
0,1836
0,09992
1
689,5
13,34
1076
0,1381
0,07516
0,75
926,9
22,45
1353
0,1381
0,07516
1
Unit Settings: SI C kPa kJ mass deg
Volume(Ammonia;
)
Temperature(Ammonia;
)
IntEnergy(Ammonia;
)
x[2] = 0,75 [-]
v[2] = Volume(Ammonia;x=x[2];p=p[2])
T[2] = Temperature(Ammonia;x=x[2];p=p[2])
u[2] = IntEnergy(Ammonia;x=x[2];p=p[2])
v[2] = Vol[2]/m
v[3] = v[2]
x[3] = 1 [-]
v[3] = Vol[3]/m
p[3] = Pressure(Ammonia;x=x[3];v=v[3])
T[3] = Temperature(Ammonia;x=x[3];v=v[3])
u[3] = IntEnergy(Ammonia;x=x[3];v=v[3])
W_12 = p[1]*(Vol[2]-Vol[1])
W_23 = 0 [kJ]
m*(u[2]-u[1]) = Q_12 - W_12
m*(u[3]-u[2]) = Q_23 - W_23
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| Sort |
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||||||||||||
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689,5 | 13,34 | 1348 | 0,1836 | 0,09992 | 1 | ||||||||||||
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689,5 | 13,34 | 1076 | 0,1381 | 0,07516 | 0,75 | ||||||||||||
|
|
926,9 | 22,45 | 1353 | 0,1381 | 0,07516 | 1 |
x[2] = 0,75 [-]
v[2] = Volume(Ammonia;x=x[2];p=p[2])
T[2] = Temperature(Ammonia;x=x[2];p=p[2])
u[2] = IntEnergy(Ammonia;x=x[2];p=p[2])
v[2] = Vol[2]/m
v[3] = v[2]
x[3] = 1 [-]
v[3] = Vol[3]/m
p[3] = Pressure(Ammonia;x=x[3];v=v[3])
T[3] = Temperature(Ammonia;x=x[3];v=v[3])
u[3] = IntEnergy(Ammonia;x=x[3];v=v[3])
W_12 = p[1]*(Vol[2]-Vol[1])
W_23 = 0 [kJ]
m*(u[2]-u[1]) = Q_12 - W_12
m*(u[3]-u[2]) = Q_23 - W_23
Passo 1
O enunciado trata de
de amônia num pistão-cilindro, com dois processos em série e sem variação de energia cinética ou potencial.
Estado
: vapor saturado a
(
).
Processo
–
: resfriamento isobárico até qualidade
.
Processo
–
: aquecimento isocórico até qualidade
.
Queremos o calor e o trabalho
em cada processo, usando a primeira lei na forma
Queremos o calor
com
.
Passo 2
Determinar propriedades no estado
(saturado vapor a
):
O volume total é
Passo 3
No estado
(mesma pressão,
): pelas tabelas de amônia a
O volume total é
Passo 4
No estado
(volume constante
,
):
nesse ponto a amônia é vapor saturado cuja , o que corresponde a
nesse ponto a amônia é vapor saturado cuja
e
Passo 5
Calcular trabalho em cada processo.
Para –
(isobárico):
Para
Para
–
(isocórico):
Passo 6
Usar a primeira lei
em cada processo:
para –
para
logo
para
–
logo
Resposta
Processo
–
:
Processo
–
: