Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 122
Um tanque rígido de equipado com um regulador de pressão contém vapor de água inicialmente a e . O vapor no tanque é então aquecido; o regulador mantém a pressão de vapor constante, deixando escapar parte dele, mas a temperatura dentro do tanque aumenta. Determine a quantidade de calor transferido quando a temperatura do vapor atinge .
Passo 1
Hey hey, vamo lá! Um tanque rígido contém inicialmente vapor sobreaquecido. Uma válvula na parte superior do tanque é aberta e o vapor pode escapar a uma pressão constante até a temperatura subir para . A quantidade de transferência de calor deve ser determinada.
Passo 2
Nós tomamos o tanque como o sistema, que é um volume de controle desde que a massa atravessa o limite. Observando que as energias microscópicas de fluidos e não fluidos são representadas pela entalpia e energia interna , respectivamente, os balanços de massa e energia para este sistema de fluxo uniforme podem ser expressos como:
Balanço de massa:
Equilibrio de Energia:
Passo 3
O estado e, portanto, a entalpia do vapor que sai do tanque está mudando durante este processo. Mas para simplificar, assumimos propriedades constantes para o vapor de saída nos valores médios. Assim,
A massa inicial e a massa final no tanque são,
Então das relações de massa e equilíbrio energético,
