Enunciado

Um conjunto cilindro – pistão, que opera a pressão constante e igual a 200   k P a , contém água. Inicialmente, a água se encontra como líquido saturado no conjunto. Determine a taxa de evaporação no conjunto sabendo que a taxa de transferência de calor para a água é igual a 1,5   k W .

Passo 1

Ooi pessoal, tudo bem?

Galera temos um conjunto cilindro – pistão que esta sobe processo de aquecimento, precisamos determinar a taxa com que o nosso fluido evapora, ou melhor dizendo, temos que determinar o fluxo de massa do sistema.

Para determinar o fluxo de massa, vamos escrever a fórmula da primeira lei da termodinâmica, em função do fluxo.

Q ˙ = U ˙ + W ˙

Passo 2

Reescrevendo a fórmula do calor, vamos manipular a equação.

Q ˙ = U ˙ + W ˙

“Abrindo” o fluxo de energia interna e o fluxo de trabalho.

Q ˙ = m ˙ ∙ Δ u + P m ˙ Δ v

Q ˙ = m ˙ ∙ Δ u + P Δ v

Isolando o fluxo de massa:

m ˙ = Q ˙ Δ u + P Δ v

Temos que energia interna mais o fluxo de trabalho é a entalpia da fase líquida e vapor:

h L V = Δ u + P Δ V ˙

Substituindo na fórmula do calor:

m ˙ = Q h L V

Passo 3

Com a fórmula do fluxo de massa deduzida, vamos utilizar a pressão dada P = 200   k P a , para olhar na tabela B . 1.2 e coletar a entalpia que precisamos:

h L V = 2202,2   k j k g   K

Com todas as variáveis em mãos, vamos determinar o fluxo de massa:

m ˙ = Q h L V

Substituindo valores:

m ˙ = 1500 2202,2

m ˙ = 0,681 k g s

É isso galera valeu!

Resposta

m ˙ = 0,681 k g s

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