Exercício de Fundamentos da Termodinâmica 232 - Van Wylen

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5,92
Energia Eq.5.11: U2 – U1 = m (u2- u1) = 1Q2 ÿ 1W2
b) Tomando os valores de u da Tabela A.8, obtemos
Resolva o problema anterior para nitrogênio, N2, gás.
1Q2 = m (u2- u1) = 2 × (1141,35 – 957) = 368,7 kJ
ÿV = 0 ÿ 1W2 = 0
Um recipiente rígido contém 2 kg de gás dióxido de carbono a 100 kPa, 1.200 K, que é aquecido a 
1.400 K. Resolva a transferência de calor usando a. a capacidade térmica da Tabela A.5 e b. 
propriedades da Tabela A.8
Processo:
a) Para capacidade calorífica constante temos: u2- u1 = Cvo (T2 - T1) então
Solução:
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
1Q2 ÿ mCvo (T2- T1) = 2 × 0,745 × (1400 – 1200) = 298 kJ
CV Nitrogênio, que é uma massa de controle.
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cb
Estado 2: Não há água líquida sobre o pistão, então 
P2 = P0 + 0/ = 101,325 kPa, V2 = 10×0,1 = 1 m3
(P1 + P2)(V2 - V1) = (169,84 + 101,325)(1 - 0,3) = 94,91 kJ 2
H2O
e então mair = PV/RT = = 0,592 kg 0,287 × 300
1
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
u2 - u1 = 432,5 - 214,36 = 218,14 kJ/kg versus 212,5 kJ/kg com Cv.
=
P
ar
= 169,84 kPa 
0,1 × 1000
Encontre a transferência total de calor para o ar quando toda a água tiver sido expelida.
A pressão inicial do ar é então
P1V1
A equação de energia resolvida para a transferência de calor torna-se
Um cilindro de 10 m de altura e área de seção transversal de 0,1 m2 tem um pistão sem massa na parte inferior.
2
5,93
Observação: poderíamos ter usado os valores de u da Tabela A.7:
1
169,84 × 0,3
A linha de processo mostra o trabalho como uma área
698,6 × 9,807
= 596,59K 
169,84×0,3
= 0,592 × 0,717 × (596,59 - 300) + 94,91 = 220,7 kJ
Po
P1 = P0 + mH2Og/A = 101,325 +
300×101,325×1
V
Solução:
1Q2 = m(u2 - u1) + 1W2 ÿ mCv(T2 - T1) + 1W2
1W2 = ÿÿPdV =
com água a 20°C em cima dele, mostrado na Fig. P5.93. O ar a 300 K, volume 0,3 m3, sob o pistão é 
aquecido de modo que o pistão se mova para cima, derramando a água pela lateral.
P
mH2O = VH2O/vf = 0,7 / 0,001002 = 698,6 kg
Estado 2: P2, V2 ÿ T2 =
A água no topo é um líquido comprimido e tem volume e massa
VH2O = Vtot - Vair = 10 × 0,1 - 0,3 = 0,7 m3
T1P2V2
1
2
V1
0
V máx.
P1
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