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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 56

Água líquida na condição ambiente, 100   k P a e 25 ° C , entra em uma bomba com vazão de 0,5   k g / s . A potência da bomba é de 3   k W . Admitindo que o processo na bomba seja reversível, determine a pressão e a temperatura da água na saída da bomba.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Recebemos os seguintes dados para a entrada de água líquida em uma bomba em um processo reversível:

P 1 = 100   k P a

T 1 = 25 ° C

m ' = 0,5 k g s

W ' = 3   k W

Da tabela da água saturada B.1.1, correspondente a P 1 = 100   k P a , podemos encontrar o volume específico e a entalpia do estágio 1:

h 1 = 417,44 k J k g

v 1 = 0,001043 m 3 k g

Podemos calcular a pressão do estágio 2 a partir do termo da taxa de trabalho:

W ' = m ' ∙ v 1 ∙ P 2 - P 1

Isolando o P 2

P 2 = W ' m ' ∙ v + P 1

Fazendo a substituição, nós temos que

P 2 = 3 0,5 ∙ 0,001043 + 100 = 5,85   M P a

Calculando a entalpia específica do estágio 2:

h 2 = h 1 - W ' m ' = 417,44 - 3 0,5 = 411,44 k J k g

Da tabela de água comprimida B.1.4, com valores correspondentes a P = 5000   k P a e h = 338,83 k J k g , nós podemos encontrar a temperatura

T = 80 ° C

Já no caso de P = 5000   k P a e h = 422,71 k J k g

T = 100 ° C

Passo 2

Calculando a temperatura correspondente a P = 5000   k P a usando o método de interpolação linear:

T 5000 = 80 + 411,44 - 338,83 422,71 - 338,83 ∙ 100 - 80 = 97,3 ° C

Da tabela de água comprimida B.1.4, com valores correspondentes a P = 10 000   k P a e h = 3 42 , 81 k J k g , nós podemos encontrar a temperatura

T = 80 ° C

Já no caso de P = 10 000   k P a e h = 42 6 , 48 k J k g

T = 100 ° C

Calculando a temperatura correspondente a P = 100 00   k P a usando o método de interpolação linear:

T 10000 = 80 + 411,44 - 342,81 426,48 - 342,81 ∙ 100 - 80 = 96,40 ° C

Calculando a temperatura do estágio 2 com valor correspondente a P 2 = 5850   k P a usando o método de interpolação linear:

T 2 = 97,30 + 5850 - 5000 10000 - 5000 ∙ 96,40 - 97,30 = 97 ° C

Resposta

P 2 = 5,85   M P a

T 2 = 97 ° C

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