5 kg de
estão contidos em um conjunto pistão-cilindro, inicialmente a 5 bar e
. A água é aquecida lentamente à pressão constante até um estado final. Se a transferência de calor for de 1557 kJ, determine a temperatura final e o trabalho para o processo.
Passo 1
O enunciado descreve água com massa
num pistão-cilindro a pressão constante
(ou seja,
), aquecida de
até um estado final desconhecido. Foi fornecido o calor transferido
.
Conteúdo: primeiramente usamos a 1ª Lei da Termodinâmica para sistema fechado com trabalho de expansão , que nos leva à forma
Conteúdo: primeiramente usamos a 1ª Lei da Termodinâmica para sistema fechado com trabalho de expansão
pois
.
Para resolver vamos precisar de tabelas de vapor: superaquecido a .
Para resolver vamos precisar de tabelas de vapor: superaquecido a
Passo 2
Determinar as propriedades no estado inicial a
e
.
Da tabela de vapor superaquecido:
Da tabela de vapor superaquecido:
Passo 3
Usando
, calculamos a entalpia específica final
:
Passo 4
Encontrar na tabela de vapor superaquecido a
a temperatura para a qual
.
Da tabela:
Da tabela:
logo a temperatura final é
Passo 5
Determinar
no estado final. Ainda pela tabela superaquecido a
e
:
Agora calculamos o trabalho de expansão:
Resposta
Temperatura final:
Trabalho de expansão:
Trabalho de expansão: