Uma determinada quantidade de vapor de água, saturado em um sistema fechado, é condensada até se tornar líquido saturado a 40 . Determine o calor transferido e o trabalho realizado durante esse processo, em .

A primeira etapa para resolver este problema é entender que este é um processo isobárico, pois ela vai de uma condição de vapor saturado a líquido saturado a 40 .

Além disso, precisamos realizar um balanço de energia por unidade de massa neste sistema:

O lado esquerdo da equação representa a quantidade líquida de energia transferida na forma de trabalho e calor. Já o lado direito representa a variação de energia no sistema na forma de energia potencial, energia cinética ou energia interna.

Reescrevendo a equação, temos:

Como o problema não informa nada sobre uma diferença nas energias cinética e potencial dos estados inicial e final do sistema, temos que .

Além disso, o problema afirma que o sistema é resfriado, ou seja, energia em forma de calor é adicionada ao sistema. Logo, .

O único trabalho que ocorre no processo é o trabalho de fronteira, pois não há algum equipamento de eixo. Além disso, o enunciado não afirma nada sobre trabalho entrando no sistema, logo e .

Devemos lembrar também que a equação para calcular o trabalho de saída de um processo a pressão constante é:

Sendo assim, nosso balanço se torna:

Podemos reescrever a equação também na forma:

Vamos lembrar, também, da definição de entalpia:

Podemos reorganizar nossa equação de balanço para fazer aparecer a entalpia:

Assim: