Enunciado

Determine o trabalho realizado no processo descrito no P r o b .   3.108 .

Passo 1

Galera tudo bom? Vamos resolver mais uma!

Temos amônia como fluido de trabalho em um conjunto cilindro-pistão, inicialmente temos:

T 1 = 80 ° C     e   P 1 = 700   k P a

Acontece um processo de resfriamento sobe pressão constante, logo, P 1 = P 2 .

Após este processo o pistão é travado com um pino, logo, v 2 = v 3 e continua o processo de resfriamento até T 3 = - 10 ° C .

Nossa função aqui é determinar o trabalho realizado durante o processo todo.

Passo 2

Pessoal montando o diagrama P - v do processo ira ficar mais claro como calcularemos o trabalho:

Como o processo é de resfriamento e o conjunto é cilindro-pistão a pressão e temperatura sua relação é de proporção.

O cálculo do trabalho se da pela área integrável sobe a função do diagrama:

W = ∫ P d V

W = ∫ 1 2 P 1 d V + ∫ 2 3 P 3 d V

Nota que como o processo 2 ao 3 possui volume constante, não temos trabalho, pois a variação de uma constante é zero.

W = ∫ 1 2 P 1 d V + 0

W = P 1 V 2 - V 1

O que falta para determinarmos os volumes para o cálculo do volume.

Passo 3

Utilizando as condições de estado vamos olhar na tabela B . 2.1 .

Para v 1 temos T 1 = 80 ° C e P 1 = 700   k P a , temos:

v 1 = 0,2367 m 3 k g

E para v 2 temos T 2 = T 3 = - 10 ° C e o mais próximo disso é:

v 2 = 0,1872   m 3 / k g

Passo 4

Volumes determinados vamos calcular o trabalho:

W = P 1 V 2 - V 1

Nosso trabalho vai ficar em função da massa.

Substituindo dados:

W = 700 ∙ 0,1872 - 0,2367

W = - 34,65 k J k g

Fechou pessoal, valeu.

Resposta

W = - 34,65 k J k g

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