Cinco kg de vapor de água saturada a
são resfriados à temperatura constante para um líquido saturado. Qual é a variação na pressão? A variação na energia interna total? A variação na entalpia total?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre 5 kg de vapor de água saturada a
que são resfriados a temperatura constante até virar líquido saturado. A gente vai precisar usar conceitos de termodinâmica, especificamente propriedades da água em estado saturado, que geralmente consultamos em tabelas de vapor. Vamos descobrir a variação na pressão, na energia interna total e na entalpia total desse processo.
Passo 2
Primeiro, como a temperatura está constante durante todo o processo e estamos lidando com água saturada, a pressão também vai ser constante. Isso porque, em uma mistura líquida-vapor a uma dada temperatura, a pressão é definida pela condição de saturação. Então, a variação na pressão será zero.
Passo 3
Agora, vamos para a energia interna. Precisamos encontrar a energia interna do vapor saturado e do líquido saturado a
. Esses valores estão nas tabelas de propriedades da água. Supondo que, na tabela, a energia interna do vapor saturado seja
e do líquido saturado seja
, a variação de energia interna por kg é
. Para os 5 kg, multiplicamos essa diferença por 5.
Passo 4
Fazendo o mesmo para a entalpia, buscamos na tabela a entalpia do vapor saturado (
) e do líquido saturado (
) a
. A variação de entalpia por kg será
. Multiplicamos essa diferença por 5 kg para achar a variação total.
Resposta
- Variação na pressão:
- Variação na energia interna total:
(valor específico depende da tabela) - Variação na entalpia total:
(valor específico depende da tabela)
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a) Calcule a perda de calor por convecção e condução por metro de comprimento de tubo sem isolamento quando a temperatura média da agua é , a temperatura do ar exterior é
, o coeficiente de transferência de calor do lado da água é
, e o coeficiente de transferência de calor do lado de fora é
.
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a) Calcule a perda de calor por convecção e condução por metro de comprimento de tubo sem isolamento quando a temperatura média da agua é
b) Calcule a correspondente perda de calor quando o tubo é isolado (
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