A escaldagem é um processo usado em abatedouros de aves, que visa remover as penas para o corte posterior. O processo consiste em mergulhar as aves, já mortas, em um tanque de água quente por um determinado período, de forma que as penas se soltem da pele. Um abatedouro usa 1 m^3 de água a 60^circ C em seu tanque de escaldagem. Essa água é obtida mediante o aquecimento indireto da água por vapor a 120^circ C. O tanque contém inicialmente água a 20^circ C. Assuma o calor específico médio da água igual a 4,185 kJ / kg K. Considerando uma perda de calor de 10 kJ / kg de água para o ambiente, determine a quantidade de vapor necessária para o aquecimento da água:
Considerando o vapor no estado de vapor saturado seco. R=79,7 kg.

Passo 1

Beleza, vou resumir rapidinho: a gente tem 1 m³ de água (que corresponde a 1000 kg) saindo de 20 °C e quer levar até 60 °C num tanque de escaldagem. O calor específico da água é
cp = 4,185;kJ/(kgcdot K)
e além disso rola uma perda de 10 kJ por kg de água pra ambiente. Para esquentar, a gente condensa vapor saturado seco a 120 °C – ou seja, ele dá lá os seus entalpia de vaporização, , quando se transforma em água líquida a 120 °C. Nosso conteúdo aqui é balanço de energia (calorimetria + entalpia de condensação) e vamos precisar da tabela de vapor para a 120 °C (aprox. 2201 kJ/kg).

Passo 2

Calcular o calor necessário só para aquecer a água de 20 °C para 60 °C:
Qaquec = mágua;cp;Deá

Passo 3

Agora o calor perdido pro ambiente:
Qperda = mágua;times 10;kJkg = 1000;kgtimes10;kJkg = 10,000;kJá

Passo 4

Somando tudo, o calor total que o vapor precisa fornecer é
Qtotal = Qaquec + Qperda = 167,400 + 10,000 = 177,400;kJ

Passo 5

Quando o vapor saturado a 120 °C condensa, ele libera sua entalpia de vaporização. Da tabela,
hfg(120;^circC)approx2201;kJ/kg
Então a massa de vapor mv = Qtotalhfg = 177,400;kJ2201;kJ/kg approx80,6;kg necessária é
$$m_v = \frac{Q_{total}}{h_{fg}}
= \frac{177,400;kJ}{2201;kJ/kg}
\approx80{,}6;kg.$$

Resposta

A quantidade de vapor saturado seco a 120 °C necessária é aproximadamente 80,6 kg.

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