Enunciado

O ar a 35 ° C e a uma taxa de umidade de 0,023   k g / k g de ar seco é resfriado e desumidificado até 15 ° C a uma taxa de umidade de 0,015   k g / k g de ar seco à medida que escoa sobre as serpentinas de um sistema de refrigeração a 85   k P a . Considerando que a vazão mássica do ar seco é de 4   k g / s , a taxa de remoção de calor do ar é:

  1. 4   k J / s
  2. 8   k J / s
  3. 12   k J / s  
  4. 16   k J / s  
  5. 20   k J / s

Passo 1

Fala aí! Partiu resolver essa questãozinha? Vamos nessa!

O enunciado quer saber qual a taxa de remoção de calor do ar. Vamos começar anotando nossos dados, beleza?

P = 85   k P a T 1 = 35 ° C w 1 = 0,023

T 2 = 15 ° C w 2 = 0,015 m a r = 0,4   k g / s

Bom, pra encontrar a taxa de calor podemos usar a seguinte equação:

Q = m a r   .   h 1 - h 2 - m á g u a   .   h á g u a

Agora sabemos todos os termos que temos que encontrar pra arrasar nessa questão!

Passo 2

Vamos começar encontrando a vazão mássica da água, beleza?

Para isso vamos usar a relação aqui de baixo:

m á g u a = m a r   .   w 1 - w 2

Temos todos os termos então é só substituir!

m á g u a = 4   .   0,023 - 0,015

m á g u a = 0,032   k g / s

Show! Agora precisamos continuar a encontrar os termos!

Passo 3

Precisamos encontrar as entalpias que nós não temos: h 1 , h 2 e h á g u a ! Opa! é muita coisa, né? então porque a gente não tenta reescrever a equação de forma que usa as nossas temperaturas?

Ficaríamos assim olha:

Q = m a r   .   c p a r   .   T 1 - T 2 - m á g u a   .   h á g u a

Hummm… Melhorou, né? Reduzimos o número de coisas para encontrar, agora só falta a entalpia da água mesmo, show?

Conseguiremos ela visitando a tabela A-4, do apêndice do livro. e ela será:

h á g u a = 2465,4   k J / k g

Passo 4

Show! Agora colocando na equação do passo anterior:

Q = m a r   .   c p a r   .   T 1 - T 2 - m á g u a   .   h á g u a

Q = 4   .   1,005   .   308 - 288 - 0,032   .   2465,4

Q =   16   k J

Uhull! Conseguimos!

Resposta

Letra d.

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