Exercício de Fundamentos da Termodinâmica 214 - Van Wylen

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CV R-134a, esta é uma massa de controle.
T
Solução:
1W2 = -500 - m(u2 - u1) = -500 - 5 × (308,11 - 390,52) = -87,9 kJ
v2 = 0,000817 + 0,5 × 0,03524 = 0,018437 m3/kg => V2 = mv2 = 0,0922 m3
A massa do refrigerante é de 5 kg e durante esse processo são removidos 500 kJ de calor. Encontre 
os volumes inicial e final e o trabalho necessário.
v
1
O refrigerante superaquecido R-134a a 20°C, 0,5 MPa é resfriado em um arranjo pistão/cilindro 
a temperatura constante até um estado final de duas fases com qualidade de 50%.
u2 = 227,03 + 0,5 × 162,16 = 308,11 kJ/kg,
v
Estado 1: T1 , P1 Tabela B.5.2, v1 = 0,04226 m3/kg ; u1 = 390,52 kJ/kg => V1 = mv1 = 
0,211 m3
5,56
Estado 2: T2 , x2 ÿ Tabela B.5.1
2
m(u2 -u1) = 1Q2 - 1W2 = -500 - 1W2
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
2
Energia Eq.5.11:
1
Continuidade: m2 = m1 = m ;
P
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1Q2 = m(u2 - u1) + 1W2 = 0,5 × (3668 - 2529,2) + 17,56 = 587 kJ
1
2 (v2 - v1) = 198,5 + Processo: P2 = P1 + Ap
ÿ
=
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
1
Estado 1: (T, x) Tabela B.1.1 => v1 = 0,89186 m3/kg, u1 = 2529,2 kJ/kg
ÿ
ÿ
Estado 2: P2 = 500 kPa e na curva do processo (ver equação acima).
198,5 + 500ÿ
CV Água no cilindro.
2
T
v
Um cilindro com um pistão preso por uma mola linear (de constante elástica 15 kN/m) contém 
0,5 kg de vapor de água saturado a 120°C, como mostrado na Figura P5.57. O calor é 
transferido para a água, fazendo com que o pistão suba. Se a área da seção transversal do 
pistão for 0,05 m2 e a pressão variar linearmente com o volume até que uma pressão final de 
500 kPa seja atingida. Encontre a temperatura final no cilindro e a transferência de calor 
para o processo.
(v2 - 0,89186)
ÿ
5,57
15 × 0,5ksm
2 ÿ × 0,5 × (0,9924 - 0,89186) = 17,56 kJ ÿ
2
Energia Eq.5.11: m(u2 - u1) = 1Q2 - 1W2
=> v2 = 0,89186 + (500 - 198,5) × (0,052/7,5) = 0,9924 m3/kg
ÿ
(P, v) Tabela B.1.3 => T2 = 803°C; u2 = 3.668 kJ/kg
Continuidade: m2 = m1 = m ;
k senhora
v
Solução:
(0,05)2
2 
ÿ
P
ÿ W12 = ÿÿ PdV = m(v2 - v1) ÿ
P1 + P2ÿ
2
Ap
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