Ar úmido a
e
é aquecido até
. Qual a quantidade de calor que deve ser adicionada por metro cúbico de ar úmido inicial?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz: “Ar úmido a 38 °C e umidade relativa de 45 % é aquecido até 86 °C. Qual a quantidade de calor que deve ser adicionada por metro cúbico desse ar úmido inicial?”
Conteúdo: psicrometria e calor sensível de mistura gasosa. Precisamos de:
Conteúdo: psicrometria e calor sensível de mistura gasosa. Precisamos de:
- Pressão de saturação da água a 38 °C;
- Cálculo da razão de mistura (ou “umidade específica”);
- Densidade do ar úmido inicial;
- Calor específico do ar seco e do vapor d’água;
- Fórmula do calor sensível de mistura.
Passo 2
Primeiro a gente acha a razão de mistura
, ou seja, quantos kg de vapor d’água existem por kg de ar seco. A fórmula é
onde
é a pressão parcial do vapor e
.
Para
, da tabela de pressão de saturação temos
Como a umidade relativa é 45 %,
Logo
Passo 3
Agora precisamos da massa de ar seco por metro cúbico, usando gás ideal.
onde
e
.
A massa de vapor em 1 m³ é
Passo 4
Para aquecer de 38 °C a 86 °C é só calor sensível. A mistura tem calor específico aproximado
com
e
.
Passo 5
O calor total por m³ é
Resposta
Aproximadamente 56,6 kJ devem ser adicionados para aquecer 1 m³ de ar úmido de 38 °C a 86 °C.