Enunciado

61. Um arranjo pistão-cilindro contém inicialmente 1,4 kg de água líquida saturada a 200 °C. Calor é transferido para a água até que o volume quadruplique e o cilindro contenha apenas vapor saturado. Determine (a) o volume do tanque, (b) a temperatura e a pressão finais, e (c) a variação da energia interna da água.

Passo 1

Letra (a)

Antes de mais nada devemos ir até a tabela A-4 procurar o volume específico e energia interna específica do líquido saturado, pois só o valor de temperatura informado já serve para encontra-los. Sendo assim:

v l = 0,001157 m 3 K g

u l = 850,46 K J K g

Sendo assim, para obter o volume do cilindro no estado inicial basta fazermos:

V 1 = m v 1 = 1,4 k g × 0,001157 m 3 K g = 0,001619   m 3

O volume no estado final é:

V = 4 0,001619 = 0,006476   m 3

Passo 2

Letra (b)

O volume específico no estado final é dado por:

v 2 = V m = 0,006476   m 3 1,4   k g = 0,004626   m 3 / k g

Como no estado final só temos vapor saturado devemos ir até as tabelas A-4 e A-5 para encontrar as propriedades relacionadas com esse volume específico:

T 2 = 371,3 ° C

P 2 = 21,367 ° C

u 2 = 2201,5 k J k g

Passo 3

Letra (c)

A variação da energia interna é dada por:

∆ U = m u 2 - u 1 = 1,4 × 2201,5 - 850,46 = 1892 k J

Resposta

  1. V = 0,006476   m 3
  2. T 2 = 371,3 ° C e P 2 = 21,367 ° C
  3. ∆ U = 1892 k J
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Deduza uma expressão para a compressibilidade isotérmica de uma substância cuja equação de estado é .
Deduza uma expressão para a expansividade volumétrica de uma substância cuja equação de estado éonde a e b são constantes empíricas.
Deduza uma expressão para a compressibilidade isotérmica de uma substância cuja equação de estado é
Deduza uma expressão da diferença de calor específico de uma substância cuja equação de estado é
Deduza uma expressão para a expansividade volumétrica de uma substância cuja equação de estado éonde a e b são constantes empíricas.