3- Um tanque rígido e selado contém amônia
e título desconhecido. A amônia é aquecida até
em um banho de água fervente e a pressão atinge
. Determine o título inicial da amônia, a transferência de calor e a entropia gerada nesse processo (a troca de calor ocorre à temperatura do banho de água fervente).
Tabelas: B. 1 (Água), B. 2 (NH3)
Passo 1
O enunciado descreve um tanque rígido e selado com amônia inicialmente a
e qualidade desconhecida
. O aquecimento se dá até
, elevando a pressão para
. Como o volume é constante, temos
Vamos usar a Tabela B.2 (amônia) nas seguintes etapas:
– Na condição final ( ,
) buscamos
,
e
na parte de vapor sobreaquecido.
– Na condição inicial ( ) buscamos
,
,
,
,
,
na parte de mistura saturada.
– Na condição final (
– Na condição inicial (
Passo 2
Igualamos volumes específicos para achar a qualidade inicial:
Aqui
vem da Tabela B.2 em
,
; e
em
.
Passo 3
Energia interna específica inicial e final:
Como não há trabalho de fluxo nem de deslocamento de fronteira (
) e o tanque é rígido, o calor específico é
Passo 4
Entropia específica inicial e final:
Logo, a variação de entropia do sistema é
Como o calor é trocado à temperatura do banho (
), a entropia gerada por unidade de massa é
Resposta
Não é possível obter valores numéricos de
,
e
sem os dados das propriedades termodinâmicas (Tabela B.2 para amônia). Solicite ou consulte a Tabela B.2 para ler os valores de
em
e de
em
, e então aplique as fórmulas acima.