Exercício de Fundamentos da Termodinâmica 240 - Van Wylen

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1w2 = ÿÿPdv =
ÿ = 750 
ÿ
(T2 - T1) 1 - n 1 - n
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
Se o calor específico constante da Tabela A.5 for usado 1q2 
= C(T2 - T1) + 1w2 = 0,745(668 – 750) + 121,7 = 60,6 kJ/kg
Pvn = constante
750ÿ
R
Continuidade:
A equação de energia com valores de u da Tabela A.8 é
T2 = T1 (P2/P1)
Gás ideal da substância:
0,2968
Um pistão/cilindro contém gás nitrogênio a 750 K e 1.500 kPa. Agora é expandido em um processo 
politrópico com n = 1,2 para P = 750 kPa. Encontre a temperatura final, o trabalho específico e a transferência 
de calor específica no processo.
Energia Eq.5.11:
1500
5.108
Pv = TR
ÿ
(P2v2 - P1v1) =
1
=
m(u2 - u1) = 1Q2 - 1W2
O trabalho é integrado como na Eq.4.4
ÿ
1q2 = u2 - u1 + 1w2 = 502,8 - 568,45 + 121,7 = 56,0 kJ/kg
CV Nitrogênio. Esta é uma massa de controle passando por um processo politrópico.
Processo:
1,2 = 750 × 0,8909 = 668K
1 - 1,2(668 - 750) = 121,7kJ/kg
ÿ
n-1
m2 = m1
0,2
n
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Estado 1: Tabela B.1.1 P = 1002,2 kPa, v1 = 0,19405 m3/kg, u1 = 2583,7 kJ/kg, m = V/v1 
= 0,025/0,19405 = 0,129 kg Processo: Pv 
= const. = P1v1 = P2v2 ; processo politrópico n = 1. ÿ v2 = v1P1/P2 = 
0,19405 × 1002,1/200 = 0,9723 m3/kg P2, v2 ÿ Tabela B.1.3 
T2 ÿ 155°C, u2 = 2585 kJ/kg
v
Linha de vapor sat
v
2
CV Água. Esta é uma massa de controle.
= 40,37kJ
Solução:
1
T
Um arranjo pistão/cilindro com volume inicial de 0,025 m3 contém vapor de água saturado 
a 180°C. O vapor agora se expande num processo politrópico com expoente n = 1 até uma 
pressão final de 200 kPa, enquanto realiza trabalho contra o pistão. Determine a 
transferência de calor neste processo.
1Q2 = m(u2 - u1) + 1W2 = 0,129(2585 - 2583,7) + 40,37 = 40,54 kJ
1
= 1002,2 × 0,025 em 
0,19405
5.109
1W2 = ÿÿPdV = P1V1 ln
2
0,9723
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
P
T = C
Observe que T cai, não é um gás ideal.
Estado 2:
P = C v-1
v1
v2
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