Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 95
Um aquecedor de é usado para fundir de gelo a em um líquido a em uma pressão constante de .
a. Determine a variação no volume total da água.
b. Determine a energia que o aquecedor deve fornecer para a água.
c. Determine o tempo de duração do processo considerando uma temperatura uniforme da água.
Passo 1
Fala, galera! Nessa questão nós temos um aquecedor derretendo gelo e temos que determinar os três itens:
a. A variação de volume da água
b. A energia que o aquecedor fornece
c. O tempo de duração do processo.
Vamos lá!
Passo 2
a. Para começar, vamos considerar a massa de água constante e usar as tabelas da água para determinar seu volume específico em cada estado.
Olhando na Tabela B.1.5 a , temos:
E vamos aproveitar e pegar a entalpia no primeiro estado, que será útil para o cálculo do tempo:
Olhando na Tabela B.1.2, utilizando a temperatura , temos:
Com os volumes específicos determinados, temos que a variação de volume é dada por:
Passo 3
b. Para determinar a energia necessária para que o processo ocorra, vamos utilizar a equação de energia:
Mas a soma da energia interna com o trabalho é igual a entalpia, então:
Substituindo os valores:
Passo 4
c. Para encontrarmos o tempo que o processo precisa para ser realizado, vamos dividir o calor transferido pela taxa de calor (potência) do aquecedor:
É isso, galera, encerramos o exercício 😉.
Resposta
a.
b.
c.