Em uma unidade industrial, água a 28^circ C e 101,3 kPa é bombeado, atingindo a pressão de 800 kPa . Considere que a bomba é ideal, determine o trabalho específico de bombeamento e a entalpia da água na sua saída. Resp. wb=702 Jk g e h2= 118,1 kJ / kg

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem água a e sendo bombeada até uma pressão de numa unidade industrial. Nosso objetivo é encontrar o trabalho específico de bombeamento ( ) e a entalpia da água na saída ( ). Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre termodinâmica, especificamente sobre propriedades da água e processos de bombeamento.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar que a bomba é ideal, ou seja, não há perdas de energia por atrito ou outras irreversibilidades. Em processos isentrópicos (onde a entropia permanece constante), o trabalho específico da bomba pode ser calculado usando a fórmula:
wb = v cdot De
Aqui, é o volume específico da água e é a variação de pressão que a bomba impõe na água.

Passo 3

Precisamos encontrar o volume específico ( v approx 0,001 , m^3/kg ) da água a e . Sabemos que a água em condições líquidas tem um volume específico aproximadamente constante. Consultando uma tabela de propriedades da água, o volume específico é aproximadamente:

Passo 4

Agora, vamos calcular a variação de pressão ( De) que a bomba realiza:
De
Convertendo para Pascais ( ):

Passo 5

Com o wb = v cdot De e wb approx 702 Jkg em mãos, podemos calcular o trabalho específico da bomba ( ):
Arredondando para três algarismos significativos:

Passo 6

Agora, vamos determinar a entalpia da água na saída da bomba ( h2 = h1 + wb ). Em uma bomba ideal, a variação de entalpia ( h1 approx 118 kJ/kg ) é igual ao trabalho específico da bomba:
h2 = 118 kJ/kg + 0,702 kJ/kg approx 118,7 kJ/kg
Onde h2 approx 118,1 kJ/kg é a entalpia inicial da água a . Consultando a tabela de propriedades da água, encontramos:
Então:
Arredondando:

Resposta

wb = 702 Jkg e h2 = 118,1 kJ/kg

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