exerc 1

Prévia do material em texto

File:exerc_1.EES 28/11/2017 11:19:46 Page 1
EES Ver. 10.294: #4323: For use only by students and faculty, Centro de Engenharia, Fundação Universidade Federal do ABC
1. A figura abaixo apresenta um tanque que inicialmente está dividido em duas regiões por meio de uma membrana.
No estado 1 a região A apresenta volume igual a um metro cúbico que contém amônia com volume específico de 0,375
m3/kg e pressão de 236,3 kPa, e a região B que contém 2,5 kg de amônia a 50ºC e 0,5 MPa. A membrana é, então, rompida
e espera-se que seja estabelecido o equilíbrio. Sabendo que a temperatura final do processo é 20ºC, determine o trabalho
e a transferência de calor envolvida neste processo (3,0).
Hipóteses:
1- Sistema
2- Variação de energia cinética e variação de energia potencial desprezada
3- Fronteira rígida
Estado 1
Lado A
VA1 = 1 [m
3]
vesp;A1 = 0,375
vesp;A1 = 
VA1
mA
pA1 = 236,3 [kPa]
TA1 = – 14,99 [C]
uA1 = 1010 [kJ/kg]
xA1 = 0,7368
Lado B
mB = 2,5 [kg]
TB1 = 50 [C]
pB1 = 500 [kPa]
vesp;B1 = 
VB1
mB
uB1 = 1430 [kJ/kg]
vesp;B1 = 0,3032 [m
3/kg]
Estado 2
T2 = 20 [C]
m2 = mA + mB
File:exerc_1.EES 28/11/2017 11:19:47 Page 2
EES Ver. 10.294: #4323: For use only by students and faculty, Centro de Engenharia, Fundação Universidade Federal do ABC
V2 = VA1 + VB1
vesp;2 = 
V2
m2
P2 = 401,1 [kPa]
u2 = 1379 [kJ/kg]
Primeira lei
Q1;2 = Utot2 – Utot1
Utot2 = m2 · u2
Utot1 = mA · uA1 + mB · uB1
W 1;2 = 0
q1;2;esp = 
Q1;2
m2
Discussão: com a fronteira é rígida o trabalho é nulo e a energia na forma de calor é positiva, porque o sistema
recebeu energia para atingir a temperatura de 20C
SOLUTION
Unit Settings: SI C kPa kJ mass deg
m2 = 5,167 [kg] mA = 2,667 [kg] mB = 2,5 [kg]
P2 = 401,1 [kPa] pA1 = 236,3 [kPa] pB1 = 500 [kPa]
Q1,2 = 856,5 [kJ]Q1,2 = 856,5 [kJ] q1,2,esp = 165,8 T2 = 20 [C]
TA1 = -14,99 [C] TB1 = 50 [C] u2 = 1379 [kJ/kg]
uA1 = 1010 [kJ/kg] uB1 = 1430 [kJ/kg] Utot1 = 6268 [kJ]
Utot2 = 7125 [kJ] V2 = 1,758 [m3] VA1 = 1 [m3]
VB1 = 0,758 [m3] vesp,2 = 0,3403 [m3/kg] vesp,A1 = 0,375 [m3/kg]
vesp,B1 = 0,3032 [m3/kg] W1,2 = 0 [kJ]W1,2 = 0 [kJ] xA1 = 0,7368 
1 potential unit problem was detected.