Calcule os requerimentos de calor (em J ou em W), relativos aos seguintes processos:
(a) Corrente de 80 kg / h de água:
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:
  • 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:
dot m = 80kgh = 803600kgs approx 0,02222kgs

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):
dot Q = dot m,(h2 - h1)
Substituindo:
dot Q = 0,02222;l(583 - 3030r) ;kJ/s = 0,02222times(-2447);kJ/s approx -54,3;kW
O sinal “–” indica que é calor retirado (resfriamento).

Resposta

(aproximadamente kW, ou seja, 54 kW de calor removido).

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