Question

Um tanque com capacidade de 2000 litros despeja água numa vazão de 0,8 litros por minuto. Quanto tempo levará para esse tanque ficar vazio sabendo que estava com 75% de sua capacidade total?

Answer 1

Resposta:

Um tanque rígido com 0,5 m3

contém hidrogênio à 20º

C e 600 kPa esta conectado com

outro tanque rígido com 0,5 m3

também com hidrogênio. A pressão e a temperatura nesse

segundo tanque são de 30º

C e 150 kPa, respectivamente. A válvula que une os dois tanques é

então aberta e o sistema é levado ao equilíbrio térmico com o meio, que se encontra a 15º

C.

Determine a pressão final do tanque.

Solução

Aplicando a lei de estado para os gases perfeitos, pode-se calcular as massas dos tanques

A e B antes da válvula ser aberta como:

 

 

3

a 3

3

b 3

P.V 600.10 .0,5 m 0, 248 kg R.T 4,12412.10 . 273,15 20

P.V 150.10 .0,5 m 0,06 kg R.T 4,12412.10 . 273,15 30

  

  

Depois que as válvulas foram abertas, a massa total do tanque (a + b) será a soma das

massas iniciais:

m = ma + mb = 0,248 + 0,06 = 0,3081 kg

No estado final, os tanques estarão na temperatura ambiente e a pressão poderá ser

determinada usando a equação de estado de gás perfeito como:

  3

a m .R.T 0,3081.4,12412.10 . 273,15 15 P 366kPa

Explicação passo-a-passo:

Um reservatório rígido e estanque com capacidade para 2 m3

contém R-134a saturado a

10º

C. O fluido é então aquecido e sabe-se que quando a temperatura atinge 50º

C a fase líquida

desaparece. Nestas condições, determine a pressão no estado final do processo de aquecimento e

a massa inicial de líquido no reservatório e mostre o processo no diagrama de saturação T-v.

Solução

Do gráfico pode-se constatar que a pressão final corresponde a pressão de saturação na

temperatura de 50ºC , que é de p2 = 1,3180 MPa. O estado inicial corresponde a temperatura de

10ºC e ao volume específico do vapor saturado a temperatura de 50ºC, uma vez que o tanque é

rígido. Da tabela termodinâmica pode-se obter que o volume específico do vapor saturado a50ºC

é de v2 = 0,015124 m3

/kg. A massa total no sistema pode ser determinada por:

V 2 m 132 kg v 0,015124   .

Para se determinar a massa de líquido no início do processo é necessário se determinar o

título da mistura nesse estado, que pode ser calculado como a partir do volume específico da

mistura (v1) e do volume específico do vapor (vv) e do líquido (vl) saturado, ambos obtido na

tabela, como: