Processo de esvaziamento em regime no estacionrio _corrigido

5621 esvaziamento adiabático ao utilizar o

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3 - estado final (depois de estabelecido os equilíbrios térmico e termodinâmico). 5.6.2.1 Esvaziamento Adiabático Ao utilizar o isolamento para realizar o esvaziamento, iremos admitir que não existe nenhuma troca térmica entre o cilindro e o ambiente. Neste caso 0 = Q & e a eq.(2) fica: sai sai H m dt mU d & - = ) ( (03) Integrando com relação a t temos: sai sai H m U m U m - = - 1 1 3 3 (04) Como não há troca térmica U 2 =U 3 , e supondo que m 2 = m 3 , sai sai H m U m U m - = - 1 1 2 2 (04-1) Como a queda de pressão entre o estado 1 e o estado 2 é pequena, a entalpia do vapor de saída do tanque ( 0 H ), é dada aproximadamente por:
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____________________ 3 Observamos agora o fenômeno estudado desconsiderando a hipótese de o experimento ocorrer adiabaticamente. 36 2 2 1 0 vap vap sai H H H H + = = (05) que é constante para a expansão. A massa que sai do volume de controle ( sai m ) é na verdade a diferença entre a massa inicial m 1 e a massa final m 3 , ou seja, 3 1 m m m sai - = (06) Assim, da eq.(4) temos: 0 1 3 1 1 3 3 ) ( H m m U m U m - = - (07) Que pode ser reescrita como: 0 3 0 1 1 3 H U H U m m - - = (08) Ou a partir da eq.(04-1), 0 2 0 1 1 2 H U H U m m - - = (08-1) 5.6.2.2 Esvaziamento não-adiabático Ao repetir o experimento sem o isolamento não podemos desprezar a troca térmica que ocorre entre o cilindro e o ambiente após o esvaziamento, visto que existe energia associada ao vapor que sai do cilindro. Retirando massa, retira-se também energia, fazendo com que a temperatura caia, logo deverá existir transferência de calor para restabelecer o equilíbrio. Neste caso 0 Q & . Integrando com relação a t temos: Q H m U m U m sai sai + - = - 1 1 3 3 (09) Pelas considerações anteriores, Q H m m U m U m + - = - 0 1 3 1 1 3 3 ) ( (10) Neste caso 2 3 U U e o calor trocado no processo a volume constante será: ( 2 3 3 U U m Q - = (11) Logo, da eq.(10): ( 2 3 3 0 1 3 1 1 3 3 ) ( U U m H m m U m U m - + - = - (12) Rearranjando temos: 2 0 1 0 1 3 U H U H m m - - = (13) 5.6.2.3 – Cálculo da Energia Interna (U) da mistura líquido-vapor de um componente puro O primeiro passo é determinar o volume específico.
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____________________ 3 Observamos agora o fenômeno estudado desconsiderando a hipótese de o experimento ocorrer adiabaticamente.
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