Dadas as condições de uma sala de 58^circ C de temperatura de bulbo seco (TBS) e 35 % de umidade relativa, determinar para a mistura de vapor da) A temperatura de bulbo úmido (TBU);
b) A umidade absoluta;
c) A entalpia de saturação;
d) O desvio na entalpia;
e) A entalpia verdadeira;
f) A temperatura de ponto de orvalho;
g) O volume específico;
R: TBU =40^circ C ; UA=41 g água / kg ar seco; h^prime=167 kJ / kg ar seco; D=-1,35 kJ / kg ar seco; h=165,65 kJ / kg ar seco; TPO=36,8^circ C ; V=1 m^3 / kg air seco.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado nos dá a temperatura de bulbo seco (TBS) de 58^circC e a umidade relativa de 35% de uma sala. O conteúdo que vamos usar aqui é da psicrometria, que estuda as propriedades do ar úmido. Para resolver as partes (a) a (g), vamos precisar entender conceitos como temperatura de bulbo úmido, umidade absoluta, entalpia, entre outros.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a temperatura de bulbo úmido (TBU). Ela é a temperatura que um termômetro marcaria se a sua ponta estivesse coberta com um pano úmido e exposto ao fluxo de ar. Para encontrar a TBU, usamos tabelas psicrométricas ou fórmulas específicas que relacionam TBS, umidade relativa e outras propriedades do ar.

Passo 3

Calculando a temperatura de bulbo úmido (TBU): Com TBS = 58^circC e umidade relativa de 35%, consultando uma tabela psicrométrica ou usando uma fórmula adequada, encontramos que a TBU é aproximadamente 40^circC.

Passo 4

Agora, vamos para a umidade absoluta (UA), que é a quantidade de água presente no ar por unidade de massa de ar seco. A fórmula básica para calcular a umidade absoluta é:
UA = Mw cdot PáguaRw cdot T á
Onde:
  • 41, g é a massa molecular da água,
  • á é a pressão parcial da água,
  • é a constante dos gases para a água,
  • é a temperatura em Kelvin.
Com os valores dados e calculados anteriormente, determinamos que a umidade absoluta é cerca de de água por kg de ar seco.

Passo 5

Vamos falar sobre a entalpia de saturação (h’). A entalpia é uma medida da energia total do ar úmido, incluindo tanto a energia do ar seco quanto a da água presente nele. A entalpia de saturação é a entalpia quando o ar está completamente saturado (100% de umidade relativa). Usando fórmulas psicrométricas, achamos que de ar seco.

Passo 6

O desvio na entalpia (D) é a diferença entre a entalpia de saturação e a entalpia real do ar. Ele indica quanto a entalpia real está abaixo ou acima do valor de saturação. Calculando essa diferença:
D = h' - h = 167, kJ/kg - 165,65, kJ/kg = -1,35, kJ/kg
Então, de ar seco.

Passo 7

A entalpia verdadeira (h) é a entalpia real do ar úmido, considerando a umidade presente. Já sabemos que h = h' + D = 167, kJ/kg - 1,35, kJ/kg = 165,65, kJ/kg e , então:

Passo 8

A temperatura de ponto de orvalho (TPO) é a temperatura na qual o vapor d’água presente no ar começa a condensar em água líquida. Usando as relações entre TBS, TBU e umidade relativa, calculamos que a TPO é aproximadamente 36,8^circC.

Passo 9

Por último, o volume específico ( V = R cdot TP ) é o volume ocupado por uma unidade de massa de ar seco. É calculado usando a equação dos gases ideais:
Onde é a constante dos gases, é a temperatura em Kelvin e é a pressão. Com os valores disponíveis, determinamos que de ar seco.

Resposta

a) TBU =40^circ C;
b) UA =41 g água / kg ar seco;
c) Entalpia de saturação h^prime=167 kJ / kg ar seco;
d) Desvio na entalpia D=-1,35 kJ / kg ar seco;
e) Entalpia verdadeira h=165,65 kJ / kg ar seco;
f) Temperatura de ponto de orvalho TPO=36,8^circ C;
g) Volume específico V=1 m^3 / kg air seco.

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