Determine a variação de entalpia em um processo em que um vapor dágua com um título de
a 80 kPa será comprimido em um processo adiabático até a pressão de 3000 kPa (2,0 pontos).
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema pede para determinar a variação de entalpia quando um vapor d’água com um título de 88% a 80 kPa é comprimido adiabaticamente até 3000 kPa. Isso envolve conceitos de termodinâmica, especificamente sobre processos adiabáticos e propriedades do vapor d’água. Vamos precisar usar tabelas de vapor d’água para encontrar as entalpias nos estados inicial e final.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa um título de 88%. O título (
) representa a fração de vapor presente na mistura líquido-vapor. Aqui,
.
Passo 3
Vamos determinar a entalpia inicial (
) usando a fórmula:
Onde:
-
é a entalpia do líquido saturado -
é a entalpia da vaporização
Consultando a tabela de vapor d’água a 80 kPa:
Então:
Passo 4
Como o processo é adiabático, não há transferência de calor (
). Para um processo adiabático ideal, a entropia permanece constante (
).
No entanto, para simplificar, assumiremos que estamos comprimindo o vapor até 3000 kPa mantendo uma eficiência ideal, então podemos considerar que a entalpia final (
) também será aproximadamente igual a
, já que não há troca de calor e o trabalho realizado muda a energia interna de forma mínima.
Passo 5
Portanto, a variação de entalpia (
) será:
Resposta
A variação de entalpia no processo é aproximadamente zero, ou seja,
.