Exercício de Termodinâmica Básica 6

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Equação de energia: mA(u2 – u1)A + mB(uB2 – uB1) = 1Q2 – 1W2
AB
1Q2 = mB(uB2 – uB1) = 9,121×10-3(694,5 - 2.416,6) = -15,7 kJ
uB2 = 125,78 + 0,2483 × 2.290,8 = 694,5 kJ/kg, uB1 = 2.416,6 kJ/kg
CV A + B, massa de controle de volume total constante.
Agora o volume de água é o resto do volume total
ÿ VA2 = 4,246
Solução:
8,166 = 0,001004 + xB2 × (32,89 - 0,001) ÿ xB2 = 0,2483
= 9,121×10-3 kg => vB2 = 8,166 m3/kg
Um cilindro fechado é dividido em duas salas por um pistão sem atrito mantido no lugar por 
um pino, como mostrado na Figura P5.138. A sala A tem 10 L de ar a 100 kPa, 30°C, e a sala 
B tem 300 L de vapor de água saturado a 30°C. O pino é puxado, liberando o pistão, e ambas 
as salas chegam ao equilíbrio a 30°C e à medida que a água é comprimida ela se torna 
bifásica. Considerando uma massa de controle de ar e água, determine o trabalho realizado 
pelo sistema e a transferência de calor para o cilindro.
=
Sendo bifásico: P2 = Pg H2O a 30°C = PA2 = PB2 = 4,246 kPa Ar, IG: 
PA1VA1 = mARAT = PA2VA2 = Pg H2O a 30°C VA2
5.138
100 × 0,01
0,3
A pressão em ambos os lados do pistão deve ser a mesma no estado 2.
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
32,89
T = C ÿ (u2 – u1)A = 0 (gás ideal)
Equação do processo: V = C ÿ 1W2 = 0
m3 = 0,2355 m3
MB = vB1
VB2 = VA1 + VB1 - VA2 = 0,30 + 0,01 - 0,2355 = 0,0745 m3
VB1
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Trabalho como F ÿx tem unidades de lbf-ft, quanto é isso em Btu?
ÿ ÿ
Sonntag, Borgnakke e Wylen
1055
miÿ
ÿ
1 Btu = 778,1693 lbf-ft
1609,3 × 3,28084 pésÿ
A entrada de trabalho é o aumento da energia cinética.
32,174 lbm pés/s2
5.139E 
O que é 1 cal em unidades inglesas, o que é 1 Btu em ft-lbf?
1 lbf-ft = 1,28507 × 10-3 Btu
h
Problemas conceituais
Procure na Tabela A.1 os fatores de conversão em energia
5.140E
= 0,5 × 2.500 lbm [402 – 252] ÿ
3600 segundos
ÿ = 1250 [ 1600 – 625 ] lbm ÿ
1 cal = 4,1868 J = Btu = 0,00397 Btu = 3,088 lbf-ft
E2 – E1 = (1/2)m[V2
ÿ
- V2 1] = 1W2 ÿ
4.1868
= 2.621.523 lbf-ft = 3.369 Btu
Procure na Tabela A.1 os fatores de conversão em energia
5.141E 
Um carro de 2.500 lbm é acelerado de 25 mi/h para 40 mi/h. Quanto trabalho é isso?
ÿ 1 libra
ÿ
2
2
2
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