Exercício de Termodinâmica I 26

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A 110 K, hfg ÿ 110(0,014 342)(1938,8-1084,2
dT
=
) = 134,82 kJ/kg (134,17)
Para N2 a 70 K, usando valores para Pg da Tabela B.6 a 75 K e 65 K, e também vfg 
a 70 K,
71-69
ÿPg
75-65
115-105
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
hfg ÿ T(vg-vf) ÿÿ
134,82
13h25
= 70(0,525 015)(76,1-17,41
sfg = hfg/T = 3,081 kJ/kg K (2,97)
= 1,226 kJ/kg K (1,22)sfg = 110
Calcule os valores hfg e sfg para nitrogênio a 70 K e a 110 K a partir da equação 
de Clapeyron, usando os valores necessários de pressão e volume específico da 
Tabela B.6.1.
) = 215,7 kJ/kg (207,8)
A comparação não é muito próxima porque Pg não é uma função linear de T. Usando 
71 K e 69 K do software,
hfg = 70(0,525 015)(44,56-33,24
Equação de Clapeyron Eq.13.7:
) = 208,0 kJ/kg
dPg = hfg sfg
vfgTVFG
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T
11.2
-70 -50
vg = RT2/P2 = 
v2 = (1-x) vf + x vg = 0,5 × 0,001375 + 0,5 × 8,855 = 4,428 m3/kg V2 = mv2 
= 2,214 m3
1430 -70 + 50
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
( ) = = -1,2923 T2T1 0,4882= 203,15 × 223,15
13.26
R
Amônia a –70oC é usada em aplicações especiais com qualidade de 50%. Suponha que a 
única tabela disponível seja a B.2 que vai até –50oC. Para dimensionar um tanque para 
conter 0,5 kg com x = 0,5, forneça sua melhor estimativa para a pressão saturada e o 
volume do tanque.
= 8,855 m3/kg
Para dimensionar o tanque precisamos do volume e, portanto, do volume específico. Se 
não tivermos os valores da tabela para vf e vg , devemos estimar aqueles no T mais 
baixo. Portanto, usamos a equação de Clapeyron para extrapolar de –50oC a –70oC para 
obter a pressão de saturação e, portanto, vg assumindo o gás ideal para o vapor.
Em
P
Os valores de vf e hfg não mudam significativamente, então estimamos entre 
-50oC e –70oC: vf = 0,001375 m3/kg, hfg = 1430 kJ/kg
Uma extrapolação em linha reta 
dará uma pressão negativa.
A integração da Eq.13.7 é a mesma do Exemplo 13.1, então obtemos
P2 = P1 exp(-1,2923) = 40,9 exp(-1,2923) = 11,2 kPa 0,4882 
× 203,15
hfg T2 - T1
P1
P2
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