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Enunciado

Termodinâmica - Introdução a termodinâmica da engenharia química, J.M.Smith Van Ness- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 38

Vapor d'água, a 2.700 k P a e com uma qualidade de 0,90 , passa por uma expansão adiabática e reversível até 400 k P a , em um processo sem escoamento. Então, ele é aquecido, a volume constante, até tornarse vapor saturado. Determine Q e W para esse processo.

Passo 1

O enunciado gurizada perde para a gente determinar Q e W para o processo descrito no enunciado vem comigo :D

Primeiro passo: Q 12 = 0 W 12 = U 2 - U 1

Segundo passo: W 23 = 0 Q 23 = U 3 - U 2

Pelo processo: Q = U 3 - U 2 W = U 2 - U 1

T a b e l a   F . 2 , 2700kPa U l i q : = 977.968 ⋅ J g m U v a p : = 2601.8 ⋅ J g m

S l i q : = 2.5924 ⋅ J g m ⋅ K S v a p : = 6.2244 ⋅ J g m ⋅ K

x 1 : = 0.9 U 1 : = U l i q + x 1 ⋅ ( U v a p - U l i q ) U 1 = 2.439 × 10 3 J g m

S 1 : = S l i q + x 1 ⋅ ( S v a p - S l i q ) S 1 = 5.861 × 10 3 m 2 s 2 K

Passo 2

T a b e l a   F . 2 ,   400 k P a S l i q   : = 1.7764 ⋅ J g m ⋅ K S v a p   : = 6.8943 ⋅ J g m ⋅ K

U l i q : = 604.237 ⋅ J g m U v a p : = 2552.7 ⋅ J g m

V l i q : = 1.084 ⋅ c m 3 g m V v a p   : = 462.22 ⋅ c m 3 g m

Uma vez que o passo 1 é isentrópico

S 2 = S 1 = S l i q + x 2 ⋅ ( S v a p - S l i q ) x 2 : = S 1 - S l i q S v a p - S l i q x 2 = 0.798

U 2 : = U l i q + x 2 ⋅ ( U v a p - U l i q ) U 2 = 2.159 × 10 3 J g m

V 2 : = V l i q + x 2 ⋅ ( N v a p - V l i q ) V 2 = 369.135 c m 3 g m

V 3 = V 2 e o estado final é sat. vapor com este volume específico. Interpole para descobrir que este V ocorre em T = 509,23 degC e

U 3 : = 2560.7 ⋅ J g m onde Q : = U 3 - U 2 T r a b a l h o   : = U 2 - U 1

Q = 401.317 J g m T r a b a l h o   = - 280.034 J g m

Resposta

Q = 401.317 J g m

T r a b a l h o   = - 280.034 J g m