Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 130
Um tanque rígido de está cheio de água líquida saturada a . Uma válvula na parte inferior do tanque é aberta e o líquido é drenado do tanque. Calor é então transferido para a água, até que a temperatura no tanque permaneça constante. Determine a quantidade de calor que deve ser transferida até que metade da massa total seja drenada.
Passo 1
Hey hey, vamo lá! Um tanque rígido contém inicialmente água líquida saturada. Uma válvula no fundo do tanque é aberta, e metade da massa em forma líquida é retirada do tanque. A temperatura no tanque é mantida constante. 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 h e energia interna u, respectivamente, os balanços de massa e energia para este sistema de fluxo uniforme podem ser expressos como:
Equilibrio de massa:
Equilibrio de energia:
A massa inicial e a massa final no tanque são:
Depois a partir do balanço de massa:
Passo 3
Agora determinaremos a força interna final!
Então a transferência de calor durante este processo é determinada a partir do balanço energético por substituição:
