Determine a variação de entalpia em um processo em que um vapor dágua com um título de 88 % 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 ( x) representa a fração de vapor presente na mistura líquido-vapor. Aqui, x1 = 0,88.

Passo 3

Vamos determinar a entalpia inicial ( h1) usando a fórmula:
h1 = hf + x1 cdot hfg
Onde:
  • hf é a entalpia do líquido saturado
  • hfg é a entalpia da vaporização
Consultando a tabela de vapor d’água a 80 kPa:
  • hf approx 340 , kJ/kg
  • hfg approx 2130 , kJ/kg
Então:
h1 = 340 + 0,88 times 2130 = 340 + 1874,4 = 2214,4 , kJ/kg

Passo 4

Como o processo é adiabático, não há transferência de calor ( Q = 0). Para um processo adiabático ideal, a entropia permanece constante ( s1 = s2).
No entanto, para simplificar, assumiremos que estamos comprimindo o vapor até 3000 kPa mantendo uma eficiência ideal, então podemos considerar que a entalpia final ( h2) também será aproximadamente igual a h1, 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 ( De) será:
De

Resposta

A variação de entalpia no processo é aproximadamente zero, ou seja, De.

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