m tanque com um volume de inicialmente contém ar a 300∘F,. O conteúdo do tanque é resfriado a 170∘ F. Determine a pressão final, a transferência perfeita e a mudança de entropia.
Passo 1
PRESSUPOSTOS: (1) Conforme mostrado pela figura a seguir, o sistema consiste no conteúdo do tanque para o qual não há mudanças na energia cinética ou potencial. (2) A mistura atua como um gás ideal e cada componente adere ao modelo de Dalton.
ANÁLISE: (a) O primeiro passo é determinar se ocorre condensação. Como o volume total do tanque e a massa total de água presente são constantes, a água passa por um processo de volume específico constante conforme o conteúdo do tanque é resfriado (ver diagrama T-v). Usando a equação de estado do gás ideal
Passo 2
Assim
Interpolando na Tabela A-2E com g dá como a temperatura na qual a condensação começaria. Portanto, não há nenhuma condenação no presente caso.
Tratando a mistura geral como um gás ideal nos estados 1 e 2
O volume do ar úmido
A massa do ar seco
O balanço da energia reduz para
Passo 3
(1) Neste caso, onde não há condensação, a mudança na energia interna específica do vapor d'água pode ser avaliada usando os dados da tabela de vapor e urt ug ou a tabela de gás ideal, Tabela A-23. Observando que a Tabela A-23E fornece u , a equação anterior seria escrita
Com dados da tabela A23E e 22E
Passo 4
A mudança de entropia do processo é
onde a entropia específica de cada componente da mistura é avaliada na temperatura da mistura e na pré-cura parcial do componente na mistura. De acordo com
Com dados da tabela A22E e A23E
1. Uma solução usando dados da tabela de vapor também pode ser desenvolvida. Nesse caso, E9. (1) seria expresso como
onde ug é obtido das tabelas de vapor.
2. A entropia diminui porque a entropia carregada do tanque acompanha a transferência de calor.
Resposta
1. Uma solução usando dados da tabela de vapor também pode ser desenvolvida. Nesse caso, E9. (1) seria expresso como
onde ug é obtido das tabelas de vapor.
2. A entropia diminui porque a entropia carregada do tanque acompanha a transferência de calor.