Termodinamica degli Stati (Fisica Tecnica)

1. TERMODINAMICA DEGLI STATI

1. Un recipiente dal volume di 0,200 m³ contiene O₂ alla temperatura di 18,0°C e alla pressione di 10,1 bar. Determinare la massa di O₂.

   Risultati

   2,64 kg

   p₁ = 10,1 bar => p₁ = 10,1 x 10³ kg/m²

   v₁ = 0,2 m³

   R = 0,259_a Tabella A.2.4

   t = 273,15 + 18 K = 291,15 K

   m = ^pV/_{R T}

   m = ^{10,1 x 10³ x 0,2}/_{0,259 x 291,15} = 2,4 kg

2. Dall'azoto, che inizialmente occupa 74,5 cm³ a 10,0°C e 20,5 bar, in seguito ad un riscaldamento si porta alla temperatura di 40,0°C ed alla pressione di 15,6 bar. Determinare il volume nello stato finale.

   Risultati

   108 cm³

   p₁V₁ = m R T₁

   p₂V₂ = m R T₂

   ^p₁V₁/_T1 = ^p₂V₂/_T2 => ^p₁V₁T₂/_T1p2 = V₂

   V₂ = ^{20,5 x 74,5 x 313}/_{283 x 15,6} m³

   V₂ = 4,0810⁻⁴ m³

3. Si dica quali sono le fasi presenti nei sistemi costituiti da acqua nelle seguenti condizioni:

   • a) T = 60°C p = 0,20 bar
   • b) T = 60°C p = 0,042 bar
   • c) T = 60°C p = 1,3 bar

   Risultati

   a) vapore saturo; b) vapore surriscaldato; c) liquido

a) Vede alla Tabella A 2.7.5 con la p₁ = 0,2 bar e mot da T = 60°C oppure vede alla Tabella A.2.8 ed esito con T = 60°C e mot da P₁ = 0,2 bar quindi P = P ₅ => vapore saturo.

b) Tabella A.2.7.5 esito con T = 60°C e P₁ = 0,2 bar da P = 0,042 bar

=> P _{P 5} => vapore surriscaldato.

c) Tabella A.2.7.4 esito con P₁ = 0,2 bar => mot = P = 1,3 bar =

P= P₃ => liquido non saturo.

1.4

Per l'acqua nelle seguenti condizioni:

• t = 20,0°C x = 0,00
• t = 80,0°C x = 0,350
• t = 80,0°C x = 1,00

ricavare, nel caso, nei tre casi, la pressione e l'entalpia specifica che caratterizzano il sistema.

Risultati

p_l = p_g = 0,474 bar h_f = 335 kJ/kg; h_fg = 1,14・10³ kJ/kg; h_g = 2,64・10³ kJ/kg

h = x (h_fg - h_f) + h_f Estratto con T=80°C nella Tabella A.2.t.a

1. h = 0 + 334,3 = h_f = 334,9 kJ_kg P = 0,433
2. h = 0,35 (2623, 6 - 334,9) + 334,9 = 343,3 > h