A ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS

ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TRABALHO T02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Manaus

2021

TRABALHO T02 

 

 

 

 

 

Trabalho acadêmico solicitado como pré requisito para a obtenção de nota na disciplina Termodinâmica, ministrada pelo prof.° Rubelmar Maia de Azevedo Cruz

                 Neto, da Universidade do Estado do

Amazonas

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Manaus

2021

Alunos

• Aleksei Turenko - 1915100034
• Carlos Dantas - 1915100061
• Emerson Portela - 1915100056
• Jônatas Alves - 1915100055

T01 - MMQ - Resfriando um gás em um cilindro-pistão 

 

Um conjunto cilindro-pistão contém 0,4 kg de um certo gás. O gás está sujeito a um processo no qual a relação pressão-volume é 𝑝𝑉𝑛 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 .  A variação da energia interna específica do gás no processo é ufinal - uinicial = -60 kJ/kg. Não há variação significativa de energia cinética ou potencial. A tabela a seguir fornece os dados medidos de pressão e volume durante o processo de expansão do gás.  

[pic 1] 

Utilizando os dados da tabela, faça o seguinte:

1. Determine o valor de “n” através do ajuste da função p = (constante/Vn)         utilizando o Método dos

Mínimos Quadrados (MMQ), solução matricial ou solução simplificada conforme descrito no livro do Bassanezi (pag. 61);

1. Calcule analiticamente o trabalho realizado (energia transferida via interação trabalho) pelos gases, em kJ, utilizando a equação 𝑊 = 𝑝2𝑉2−𝑝1𝑉1 em conjunto com o resultado do item (a).

(1−𝑛)

1. Obtenha o valor do trabalho W através de integração numérica, diretamente a partir dos dados da tabela, utilizando a Regra dos Trapézios. Compare com o resultado obtido no item (b), discuta o resultado encontrado (Qual método apresenta o valor mais acurado? Mais próximo da realidade?).
2. Utilizando o valor de W do item (b), realizando o balanço de energia para sistema fechado, determine a transferência de calor líquida para o processo, em KJ.

 

[pic 2]

Solução

 

a) Utilizando Python, podemos plotar os dados da tabela em um gráfico da pressão em função do volume e assim, traçar a linha de tendência dessa função.

[pic 3]

 

Já que se trata de uma função potência, podemos linearizar a função e utilizar os Método dos Mínimos Quadrados para obter os coeficientes.

 

p = (c/Vn)→ log 𝑝 = log 𝑐 − 𝑛 log 𝑉 → log 𝑝 = −𝑛 log 𝑉 + 𝐶