Exercício de Termodinâmica I 63

Prévia do material em texto

0,20812 × 150,82,5
= 0,42748
0,2968 × 126,2
ÿ = (0,5 × 1,06154 + 0,5 × 1,98743)2 = 1,4885
Uma mistura de 2 kg de 50% de argônio e 50% de nitrogênio em massa está em um tanque 
a 2 MPa, 180 K. Qual é o tamanho do volume usando um modelo de (a) gás ideal e (b) equação 
de estado de Redlich Kwong com um , b para uma mistura.
=
2000 = 
v ÿ 0,000 758
TR
Eq.12.15: Rmix = ÿ ci Ri = 0,5 × 0,2081 + 0,5 × 0,2968 = 0,25245 kJ/kg K
aN2 = 0,42748
ÿ
ÿ
-
= 0,000 558 
4870
Usando agora a eq.13.57:
V = mv = 0,04204 m3
P
v(v + 0,000 758) 1801/2
v(v + b)T1/2
= 0,0454m3 _
= 0,42748 = 1,06154 4870
= 0,000 957 
3390
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
ÿ ci a
a) Mistura de gases ideais
b) Equação de estado de Redlich Kwong. Antes de podermos definir os parâmetros a, b para a
mistura, precisamos dos parâmetros dos componentes individuais, Eq.13.58, 13.59.
RTc
RTc
ÿ
aAr = 0,42748
Agora os parâmetros da mistura são da eq.13.87
0,29682 × 126,22,5
ÿ
P = 
v ÿ b
0,25245 × 180
ÿamix =
1.4885
= 1,98743 
3390
0,2081 × 150,8
a
V =
Por tentativa e erro encontramos o volume específico, v = 0,02102 m3/kg
13,97
2000
-
2 × 0,25245 × 180
Computador
bmix = ÿ ci bi = 0,5 × 0,000 558 + 0,5 × 0,000 957 = 0,000 758
Computador
eu
1/2
c
c
2
5/2
mRmixT
bN2 = 0,08664 = 0,08664 Pc
R2T
R2T
bAr = 0,08664 = 0,08664 PC
5/2
Machine Translated by Google
- hÿÿ
- -
= 5.306 kW
ybP3
Etano líquido saturado a T1 = 14°C é estrangulado em uma câmara de mistura de fluxo 
constante a uma taxa de 0,25 kmol/s. O gás argônio a T2 = 25°C, P2 = 800 kPa, entra na câmara a 
uma taxa de 0,75 kmol/s. O calor é transferido para a câmara a partir de um
= 0,25 kmol/s 1
= 40,172 + 31,1 = 71,27 kJ/kmol K
= 0,25 × 71,27 + 0,75 × 8,14 - 5306/423 = 11,38 kW/K
- R ÿ
ln = MaCpaln
Argônio, Ta2 = 25oC, P2 = 800 kPa, n.
Equação de Energia: n. 1h
ÿhÿ
= n. 1h
= n. 1(s b3 ÿ s b ) + n. 2(s a3 ÿ s a2) - Q. /TH ; TH = 150oC
.
= 0,25total
h a3 - h
= 3,74 Rÿ = 31,1 ÿs b1 b1
+ n. 2h
- R ÿ ln
= MbCpbln
s a3 - s a2
Entrada: Etano, Tb1 = 14oC, sat. líquido., xb1 = 0, n.
+Q. = n. 3h
= MbCpb(T3 - Tb1) = 5629,6 kJ/kmol
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
.
ÿs b1 b1
fonte de calor a uma temperatura constante de 150oC a uma taxa tal que uma mistura gasosa sai 
da câmara a T3 = 120oC, P3 = 800 kPa. Encontre a taxa de transferência de calor e a taxa de 
geração de entropia.
= 3,81 RÿTcb = 9674,5 kJ/kmol, s-ÿ
Saída: Mistura, T3 = 120oC, P3 = 800 kPa considere esta uma mistura de gases ideal.
+ n. 2h
=
-
= 0,75; sim = n. 1/n
-
P. = n. 1(h b3 - h b1) + n. 2(h a3 - h a2) = 0,25 (5629,6 + 9674,5) + 0,75(1973,4)
= 8,14 kJ/kmol-K Ta2
= 0,75 kmol/ s2
Eq. de entropia: S.
simP3
+ s-ÿ
S.
-
Tca = 150 K, Pca = 4,87 MPa, Ma = 39,948 kg/kmol, Cpa = 0,52 kJ/kg K = MaCpa(T3 - Ta2) 
= 1973,4 kJ/kmol
hÿÿ
13,98
Tcb = 305,4 K, Pcb = 4,88 MPa, Mb = 30,07 kg/kmol, Cpb = 1,766 kJ/kg-K Tr1 = 0,94, Pb1 = 
Pr1Pcb = 0,69 × 4880 = 3367 kPa hÿÿ
sim = n. 2/n
s b3 ÿ s b1
b3
T3
b3
pequeno
3
a2
a2
Pb1
geração
b1
Pa2
Tb1
1
b1 b1
geração
T3
b1
a3
Machine Translated by Google