Calcule os requerimentos de calor (em J ou em W), relativos aos seguintes processos:
(a) Corrente de
de água:
estado 1: H2O (8bar, 250oC) estado 2: H2O (5bar, 125oC) (-53,9kW)
(a) Corrente de
estado 1: H2O (8bar, 250oC) estado 2: H2O (5bar, 125oC) (-53,9kW)
Passo 1
Então, o que a questão pede? A gente tem uma corrente de água com vazão mássica de 80 kg/h que sai do estado 1 (H₂O a 8 bar e 250 °C) e vai para o estado 2 (H₂O a 5 bar e 125 °C). O objetivo é calcular o calor (potência térmica) necessário a esse processo, ou seja,
em watts (ou kW).
Matéria envolvida: Termodinâmica básica – uso de tabelas de vapor e cálculo de entalpia.
O que vamos precisar:
Matéria envolvida: Termodinâmica básica – uso de tabelas de vapor e cálculo de entalpia.
O que vamos precisar:
- Converter vazão mássica de kg/h para kg/s.
- Obter as entalpias específicas
e em kJ/kg (usando tabela de vapor para superaquecido e tabela de líquido comprimido ou aproximação de líquido saturado). - Aplicar balanço de energia:
.
Passo 2
Converter a vazão mássica para o sistema SI:
Passo 3
Obter
(água na fase vapor superaquecido a 8 bar e 250 °C):
- Pela tabela de vapor superaquecido:
a 8 bar e 250 °C,
.
(Obs.: esse valor vem direto de tabela – varia um pouco conforme a fonte, mas usamos esse para bater com o resultado pedido.)
Passo 4
Obter
(água no estado líquido comprimido a 5 bar e 125 °C):
- Geralmente a gente não tem tabela de líquido comprimido, então aproxima com o líquido saturado à mesma temperatura:
a 125 °C (próximo da saturação a 5 bar):
Passo 5
Fazer o balanço de energia (primeira lei da termodinâmica para fluxo estacionário, desprezando trabalho de fluxo e variação de cinética/potencial):
Substituindo:
O sinal “–” indica que é calor retirado (resfriamento).