Enunciado

Água líquida saturada é aquecida a uma pressão constante em um dispositivo em regime permanente até atingir o estado de vapor saturado. Calcule a transferência de calor, em kJ/kg, quando a vaporização é realizada a uma pressão de 800 kPa.

Passo 1

Desenho:

Passo 2

Vamos começar obtendo o valor da entalpia de vaporização para a pressão P 1 = 800   k P a da tabela A - 5 da página 917:

h = h l v = 2047,5   k J / k g

Vamos considerar como volume de controle o tubo, já que a massa atravessa a fronteira.

Há apenas uma entrada e uma saída, portanto a massa que entra é a mesma massa que sai:

m ˙ e n t r a d a = m ˙ s a í d a

Passo 3

Aplicando a conservação de energia para o sistema:

E ˙ e n t r a d a = E ˙ s a í d a m ˙ h 1 + V 1 2 2 e n t r a d a + Q ˙ e n t r a d a + W ˙ e n t r a d a = m ˙ h 2 + V 2 2 2 s a í d a

Para a condição de regime permanente, a energia armazenada no sistema é nula. O que nos permite escrever:

Q ˙ e n t r a d a + m ˙ h 1 = m ˙ h 2  

Dividindo por m ˙ , para obter o valor por unidade de massa: q ˙ e n t r a d a = h 2 - h 1 = h l v = 2047,5   k J / k g

** Lembrando que h l v = h v - h f

Resposta

q ˙ e n t r a d a = 2047,5   k J / k g

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