Propriedades de Substâncias Pura e Equações de Estado

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CONTINUAÇÃO 
CAPÍTULO 3 
Propriedades de uma Substância Pura 
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Termodinâmica - Van Wylen, Borgnakke, Sonntag
Fator de Compressibilidade: Uma Medida do
Desvio do Comportamento de Gás Ideal
Para um gás perfeito, Z = 1 , e o afastamento de Z em relação à unidade é uma medida do desvio de comportamento do gás real em relação ao previsto pela equação de estado dos gases perfeitos.
4 – EQUAÇÕES DE ESTADO PARA A FASE VAPOR DE UMA SUBSTÂNCIA COMPRESSÍVEL SIMPLES
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4 – EQUAÇÕES DE ESTADO PARA A FASE VAPOR DE UMA SUBSTÂNCIA COMPRESSÍVEL SIMPLES
Diagrama generalizado para substâncias compostas por moléculas simples, o qual representa o comportamento médio de diversas substâncias pura simples
Pressão reduzida
Temperatura reduzida
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4 – TABELAS DE PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS
Nós concentraremos a atenção sobre as três propriedades já discutidas no Cap. 2 (T, p e v), mas vocês vão notar que existem outras três (u, h e s) que serão apresentadas mais adiante.
Na Tabela B.1.1 (5 ed.), a primeira coluna, após a da temperatura, fornece a pressão de saturação correspondente em quilopascal ou megapascal. 
As duas colunas seguintes fornecem o volume específico em metro cúbico por quilograma. 
A primeira delas indica o volume específico do líquido saturado, vl , e a segunda coluna fornece o volume específico do vapor saturado, vv. 
A diferença entre estas duas quantidades, vv – vl , representa o aumento do volume específico quando o estado passa de líquido saturado para o de vapor saturado, e é designada por vlv.
O volume específico de uma substância, que tem um dado título, pode ser determinado utilizando a definição de título. O título, que já foi definido, é: a relação entre a massa de vapor e a massa total (líquido mais vapor), quando a substância está no estado de saturação (mudança de fase).
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Termodinâmica - Van Wylen, Borgnakke, Sonntag
4 – TABELAS DE PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS
Consideremos uma massa m que apresenta título x. O volume total é igual a soma do volume do líquido com o volume do vapor.
Em termos de massa, a equação anterior pode ser rescrita na forma :
Dividindo pela massa total e introduzindo o título x, temos:
Usando a definição
também pode ser apresentada na forma
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4 – TABELAS DE PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS
4- Determine a temperatura da água quando esta encontra-se no seguinte estado, volume específico 1,0 m3/kg e pressão 300 kPa. Resposta: T = 379,8 ºC
T (°C)
v (m3/kg)
400
1,0315
T
1,0
300
0,8753
Interpolação Linear
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Como exemplo, calculemos o volume específico da mistura vapor e líquido, de água, a 200°C e que apresenta título igual a 70%. Qual a pressão que encontra-se a água neste estado?
Da tabela B.1.1, temos para água neste estado:
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APLICAÇÕES
1 - Um tanque com capacidade de 0,5 m3 e contém 10 kg de um gás perfeito que apresenta peso molecular igual a 24 kg/kmol. A temperatura é de 25 °C. Qual é a pressão no gás? Resposta: P = 2066 kPa
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APLICAÇÕES
2 - Calcule, utilizando o diagrama de compressibilidade generalizado, o volume específico em m3/kg, do propano a pressão de 7 MPa e a temperatura de 150 °C. Resposta: v = 0,00596 m3/kg
3 - Um recipiente com capacidade de 0,4 m3 contém 2,0 kg de uma mistura de água líquida e vapor em equilíbrio a uma pressão de 600 kPa. Calcule:
a) o volume e a massa do líquido. (ml = 0,7356 kg e Vl = 0,0008 m3)
b) o volume e a massa do vapor. (mv = 1,2644 kg e Vv = 0,3992 m3)
4- Determine a temperatura da água quando esta encontra-se no seguinte estado, volume específico 1,0 m3/kg e pressão 300 kPa. Resposta: T = 379,83 ºC
3.20 - Determine o fator de compressibilidade para o estado onde a temperatura reduzida é 0,85 e o título é igual a 0,6. Resposta: 0,473
5 - Um vaso rígido contém vapor saturado de amônia a 20 °C. Transfere-se calor para o sistema até que a temperatura atinja 40 °C. Qual é a pressão final?
Resposta: P = 935,051 kPa
6 - Determine a fase em que se encontra a amônia quando a temperatura e a pressão são iguais a - 10 ºC e 200 kPa. Utilize a tabela de propriedades da amônia para posicionar este estado nos diagramas T - v e p - v.
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