Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 121

Um tanque rígido de 0,2 m3 equipado com um regulador de pressão contém vapor de água inicialmente a 2 MPa e 300 °C. 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 500 °C.

Passo 1

As propriedades da água de acordo com a tabela A-4 e A-6

P 1 = 2   M P a

T 1 = 300 ° C

v 1 = 0,12551   m 3 / k g

u 1 = 2773,2 k J k g ,   h 1 = 3024,2 k J k g

P 2 = 2   M P a

T 2 = 500 ° C

v 2 = 0,17568   m 3 / k g

u 2 = 3116,9 k J k g ,   h 2 = 3468,3   k J / k g

Passo 2

Aplicando o balanço de massa, temos que:

m e = m 1 - m 2

Enquanto o balanço de energia nos dá que:

Q e - m e h e = m 2 u 2 - m 1 u 1

m f = 0,2 0,17568 = 1,138   k g

O estado e portanto a entalpia do vapor deixando o tanque muda durante o processo, mas pra ajudar nossa vida, vamos simplificar o problema dizendo que as propriedades são constante para o vapor que está saindo, e esse valor constante será uma média entre os valores de entalpia, beleza?

h e = h 1 + h 2 2 = 3024,2 + 3468,3 2 = 3246,2 k J k g

Passo 3

A massa inicial e final no tanque são:

m 1 = V 1 v 1 = 0,2 0,12551 = 1,594   k g

m 2 = V 2 v 2 = 0,2 0,17568 = 1,138   k g

Portanto, pela relação do balanço de energia com o balanço de massa, temos:

m e = m 1 - m 2 = 1,594 - 1,138 = 0,456   k g

Q e = m e h e + m 2 u 2 - m 1 u 1

Q e = 0,456 3246,2 + 1,138 3116,9 - 1,594 2773,2 = 606,8   k J

Resposta

Q = 60 6 , 8   k J

Ver Outros Exercícios desse livro