Exemplo 1 - Um conjunto cilindro-pistão contém 1 litro de líquido saturado de R-410a, a
. A posição do pistão é alterada vagarosamente até que a pressão interna se torne igual a 400 kPa . Admitindo que o processo de expansão seja isotérmico e reversível, determine o trabalho realizado e a transferência de calor nesse processo.
Passo 1
O enunciado trata de um processo isotérmico e reversível que ocorre em um pistão-cilindro contendo
de R-410a inicialmente na fase líquida saturada a
. Pede-se o trabalho
e o calor
transferidos nesse processo. Para resolver usaremos:
- A determinação da massa a partir do volume específico do líquido saturado em
. - A expressão do trabalho em processo reversível:
adotando para o líquido a aproximação de incompressível (volume específico praticamente constante).
3. A primeira lei para sistema fechado:
3. A primeira lei para sistema fechado:
e, para líquido incompressível,
em processo isotérmico, de modo que
.
Passo 2
Para achar a massa
precisamos do volume específico do líquido saturado a
, isto é,
Como não foi fornecida tabela de propriedades do R-410a, não podemos obter numericamente
nem a pressão de saturação
. Sem esses dados de tabela é impossível quantificar
,
e
.
Passo 3
Mesmo sem os valores numéricos, no modelo de líquido incompressível temos
e então
onde
e
.
Passo 4
Como o processo é isotérmico e para líquido incompressível
, aplicamos a primeira lei para obter
Resposta
Não é possível determinar numericamente
nem
sem acesso aos dados de propriedades (tabela de saturação do R-410a) para obter
e
.