Urı tanque rígido é dividido em duas partes iguais por uma partição. Uma parte do tanque contém 7.5 kg de água líquida comprimida a 225 kPa e
, enquanto a outra parte está evacuada. A partição é então removida e a água se expande preenchendo todo o tanque. Considerando que a pressão final do tanque é de 20 kPa e que a vizinhança está a
e 100 kPa , determine:
O calor transferido do tanque durante esse processo é de
kJ
O calor transferido do tanque durante esse processo é de
Passo 1
Resumindo: temos um tanque rígido dividido ao meio, com massa de água líquida comprimida
kg no lado A, em estado
, e vácuo no lado B. Retira-se a partição, a água expande e preenche todo o volume do tanque até a pressão final
kPa. Queremos o calor
trocado neste processo. Conteúdo: balanço de energia para sistema fechado, tanque rígido (sem trabalho de fronteira), mudança de energia interna.
Passo 2
Como o tanque é rígido, o volume total
permanece constante. No estado 1 a água ocupa metade de
, com volume específico aproximado pelo líquido saturado à mesma temperatura:
Logo
Passo 3
No estado final a mesma massa
ocupa
, de modo que
Para
kPa o vapor saturado apresenta
A qualidade é
Passo 4
Obtemos as energias internas específicas:
– Estado 1 (líquido comprimido a C, ~líquido saturado):
– Estado 1 (líquido comprimido a
– Estado 2 (mistura à
kPa):
Passo 5
No processo não há trabalho de fronteira
e nem variação de energia cinética ou potencial. O balanço de energia é
Passo 6
Calculando: