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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 15

Uma sala contém ar a 20 °C e 98 kPa, a uma umidade relativa de 85%. Determine (a) a pressão parcial do ar seco, (b) a umidade específica do ar e (c) a entalpia por unidade de massa de ar seco.

Passo 1

Temos que a pressão do ar seco pode ser dada pela subtração da pressão total pela pressão de ar úmido, daí

P a = P - P v

Temos que a pressão de ar vapor de água é dado por:

P v = ϕ P g

onde P g é a pressão de saturação da água a 20 °C que, na tabela de vapor saturado, é de 2,3392 kPa. Daí

P v = 0,85 × 2,3392   k P a = 1,98832   k P a

Assim, a pressão parcial de ar seco é

P a = 98   k P a - 1,98832   k P a = 96,01   k P a

Passo 2

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

ω = 0,622 P v P - P v = 0,622 P v P a = 0,622 × 1,98832   k P a 96,01   k P a = 0,0129 k g   d e   a r   ú m i d o k g   d e   a r   s e c o

Passo 3

Temos que a entalpia por unidade de massa pode ser dada por:

h = h v + ω h v ≅ c p T + ω h g

Temos que na saturação do vapor de água, a sua entalpia a 20 °C é de 2537,4 kJ/kg e o c p do ar é dado por 1,005 kJ/kg ⋅ °C, assim:

h = 1,005   k J / k g ° C × 20 ° C + 0,0129 × 2537,4   k J / k g = 52,83246 k J k g   d e   a r   s e c o

Resposta

Assim,

  1. a pressão parcial de ar seco é de 96,01 kPa;

  2. a umidade específica do ar é de 0,0129 k g   d e   a r   ú m i d o k g   d e   a r   s e c o ;

  3. e a entalpia por unidade de massa de ar seco é de 52,83246 k J k g   d e   a r   s e c o ;
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