[Fisica Tecnica] Pistone-Cilindro

[paolotesla91]

Salve a tutti. Ho un problema con questo esercizio: ho un sistema pistone-cilindro di volume iniziale $V_1=100 L$ che contiene ACQUA alla pressione di $p_1=6,18$ bar e si trova in condizione di VAP.SAT.SECCO. Il sistema è perfettamente coibentato tranne che per una piccola finestrella quadrata di RAME $(l=20,0 cm, s=4 mm, \epsilon=\lafa=0,600)$. Questa finestra di rame è rivolta verso un ambiente le cui pareti si trovano a temperatura $T_p=10,0°C$ e dove c'è aria alla temperatura di $T_infty=30,0°C$, la conduttanza unitaria superficiale tra aria-rame è $h_c=10,0 W/(m^2K)$. In ipotesi di regime permanente calcolare:

a) la potenza termica scambiata attraversola finestra di rame $dot Q$.
b) il volume del sistema dopo un ora $V_2$.
c) l'intervallo di tempo necessario per raggiungere lo stesso volume calcolato in (b) nelle ipotesi ke la superficie di rame sia perfettamente speculare $\theta'$.

[paolotesla91]

Allora, io ho ragionato in questo modo: mi sono calcolato tutte le grandezze specifiche che mi servivano dalla tabella dell'acqua, sono entrato con la pressione $p_1$ e con la condizione di VAP.SAT.SECCO e trovo che:

$\{ (v_(VS)=0,3068 m^3/kg), (t_1=160°C) :}$.

Poi ho calcolato la massa del sistema che mi viene $m=V_1/v_(VS)$. Ho scritto il bilancio di energia scambiata tra la finestra di rame e l'ambiente esterno $dot Q=dot Q_c+ dot Q_r$.

Dove: $dot Q_c=A_Fh_c(T_S-T_infty)$ e $dot Q_r=A_F\epsilon*\sigma(T_S)^4$.

Ho ragionato sugli ordini di grandezza delle conduttanze per ricavarmi il calore della temperatura di superficie della finestra di rame, quindi ho che:

All'interno del cilindro: $R_(eq,i)=1/h_(c,i)=1/10^4=10^(-4)$ che è trascurabile.

Nella finestra di rame: $R_(eq,F)=s/k_(Cu)=4*10^(-3)/10^2=4*10^(-5)$ anche essa trascurabile.

Dunque si ha che: $T_(S,i)=T_(S,e)=T_S=t_1=160°C$.

Ho calcolato in questo modo la potenza termica totale a partire dal bilancio.

Il problema è che non so fare il secondo punto. Qualcuno sarebbe cosi gentile da indirizzarmi? Grazie in anticipo.

[paolotesla91]

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