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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 14

Repita o prob. 14-13, considerando uma temperatura de 20 °C.

Passo 1

Temos que a umidade específica do ar é dada pela seguinte expressão:

ω = m v m a

onde, m v é a massa de vapor de água e m a é a massa de ar seco, daí:

ω = 0,3   k g 21   k g = 0,0143 k g   d e   v a p o r   d e   á g u a k g   d e   a r   s e c o

Passo 2

Temos que a uma temperatura de 20 °C, a pressão de saturação da água é de 2,3392 kPa (esse valor pode ser encontrado nas tabelas de vapor no final do livro). A expressão pela qual calculamos a umidade relativa é dada por:

ϕ = ω P ( 0,622 + ω ) P g = 0,0143 × 100   k P a 0,622 + 0,0143 × 2,3392   k P a = 0,960 = 96 %

Passo 3

Note que a umidade relativa também pode ser dada por:

ϕ = P v P g → P v = ϕ P g

Dessa forma, conseguimos calcular a pressão da umidade do ar, daí:

P v = 0,96 × 2,3392   k P a = 2,2456   k P a

Temos que a pressão de ar seco é dada pela pressão total menos a pressão de ar úmido presente no tanque, assim:

P a = P - P v = 100   k P a - 2,2 56   k P a = 97,75 4   k P a

Daí, teremos que o volume do tanque será dado pela relação dos gases ideias da seguinte forma

V = m a R T P a = 21   k g × 287   J / k g ⋅ K × 273,15 + 2 0 ° C K 9775 4 k g ⋅ m / s 2 m 2 = 18,07   m 3

Resposta

  1. a umidade específica é de 0,0143 k g   d e   v a p o r   d e   á g u a k g   d e   a r   s e c o ;

  2. a umidade relativa é de 96 % ;

  3. o volume do tanque é de   18 , 0 7   m 3 .
Ver Outros Exercícios desse livro