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Um conjunto cilindro-pistão montado na vertical contém 0,1 kg de água a 200 kPa. O volume inicial da água é igual a 50 litros. O pistão pode se movimentar até atingir o volume máximo de 70 litros, quando, então, é travado pelos esbarros. A água é aquecida até transformar-se totalmente em vapor saturado. Determinar o trabalho realizado e o calor transferido, em (kJ), neste processo.
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Pollyana Campos

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Para resolver essa questão, precisamos seguir alguns passos: 1. Identificar as condições iniciais: Temos 0,1 kg de água a 200 kPa e um volume inicial de 50 litros. 2. Determinar o estado inicial: A água está em estado líquido a 200 kPa. Precisamos consultar tabelas de propriedades da água para encontrar a temperatura e as propriedades do líquido saturado a essa pressão. 3. Calcular o trabalho realizado: O trabalho realizado pelo sistema durante a expansão pode ser calculado pela fórmula: \[ W = P \Delta V \] onde \( P \) é a pressão (200 kPa) e \( \Delta V \) é a variação de volume (70 L - 50 L = 20 L = 0,02 m³). Convertendo a pressão para kJ/m³: \[ W = 200 \, \text{kPa} \times 0,02 \, \text{m}^3 = 4 \, \text{kJ} \] 4. Determinar o calor transferido: Para calcular o calor transferido, precisamos usar a primeira lei da termodinâmica: \[ Q = \Delta U + W \] Onde \( \Delta U \) é a variação da energia interna. Para isso, precisamos das propriedades do vapor saturado a 200 kPa. Consultando a tabela, encontramos a energia interna do líquido e do vapor saturado. 5. Calcular \( \Delta U \): \[ \Delta U = U_{vapor} - U_{liquido} \] Substitua os valores encontrados na tabela. 6. Calcular \( Q \): Após encontrar \( \Delta U \), substitua na equação da primeira lei para encontrar o calor transferido. Esses passos devem te ajudar a resolver o problema. Se precisar de mais detalhes sobre as propriedades da água ou cálculos específicos, é só avisar!

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