Vapor saturado a 100^circ C é aquecido até 350^circ C. Use as tabelas de vapor para determinar:
A entrada de calor necessária (J) se 100 kg são submetidos ao processo em um recipiente de volume constante. R: 3,79.107 J .

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o problema está pedindo. Temos 100 kg de vapor saturado a 100^circ C que será aquecido até 350^circ C em um recipiente de volume constante. Precisamos calcular a quantidade de calor necessária para esse processo. Para resolver isso, vamos utilizar as tabelas de vapor, que nos fornecem propriedades termodinâmicas da água em diferentes estados.

Passo 2

Como o volume é constante, estamos lidando com um processo isocórico. Nesses processos, o calor adicionado está relacionado principalmente ao aumento da energia interna do sistema. A energia interna depende da temperatura e da fase da substância.

Passo 3

Vamos identificar as propriedades do vapor saturado a 100^circ C. Usando as tabelas de vapor, encontramos que:
  • A entalpia ( h1) do vapor saturado a 100^circ C é aproximadamente 2676 , kJ/kg.
  • A entropia ( s1) é 6,593 , kJ/(kg cdot K).

Passo 4

Agora, precisamos encontrar as propriedades do vapor a 350^circ C no estado final. Consultando as tabelas de vapor superaquecido para 350^circ C:
  • A entalpia ( h2) é aproximadamente 3214 , kJ/kg.
  • A entropia ( s2) é 7,690 , kJ/(kg cdot K).

Passo 5

A quantidade de calor ( Q) necessária em um processo a volume constante pode ser calculada pela diferença das entalpias multiplicada pela massa:
Q = m cdot (h2 - h1)
Onde:
  • m = 100 , kg
  • h2 = 3214 , kJ/kg
  • h1 = 2676 , kJ/kg

Passo 6

Substituindo os valores na fórmula:
Q = 100 , kg cdot (3214 , kJ/kg - 2676 , kJ/kg) = 100 cdot 538 = 53.800 , kJ
Convertendo para joules ( 1 , kJ = 10^3 , J):
Q = 53.800 , kJ times 10^3 = 5,38 times 10^7 , J

Resposta

A entrada de calor necessária é aproximadamente 5,38 times 10^7 , J.

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