Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 47
Água, inicialmente como vapor saturado a 4 bar, está contida em um recipiente rígido fechado. A água é aquecida até que sua temperatura atinja 400°C. Para a água, determine o calor transferido durante o processo, em kJ/kg. Despreze os efeitos das energias cinética e potencial.
Passo 1
Saalve, tranquilo?
Vamos lá pra mais uma questão bem interessante e simples de termodinâmica! Nessa seção de problemas a gente vai continuar usando os dados da tabela (como sempre kkkk), a diferença é que a gente também vai precisar aplicar o balanço de energia.
Passo 2
Para o estado 1, a gente pode obter as propriedades de vapor saturado da Tabela A-3 “Propriedades de Água Saturada – Tabela de Pressão” a uma pressão de .
- Energia interna de vapor saturado:
- Volume específico de vapor saturado:
Para o estado 2, como o cilindro é fechado e rígido, o volume específico de vapor saturado no estado 1 é igual ao do estado 2
Passo 3
Agora a gente acha o ponto de temperatura crítica e volume de água da tabela de propriedades críticas:
Como a temperatura no estado 2 é maior que a temperatura no ponto crítico e o volume no estado 2 é também maior que o volume no estado crítico, o estado está na região de superaquecido.
Da Tabela A-4 “Propriedades de Vapor de Água Superaquecido”, obtendo a energia interna para o estado 2 em e . Para essa temperatura, temos que interpolar entre e
Passo 4
Agora vem o que tem de novo nessa seção: calculando a transferência de calor no sistema aplicando o balanço de energia
- Já que o recipiente é rígido, trabalho é igual a zero:
- Os efeitos das energias cinéticas e potencial são ignoradas:
Essa relação por unidade de massa é dada por