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 quente por um determinado período, de forma que as penas se soltem da pele. Um abatedouro usa
de água a
em seu tanque de escaldagem. Essa água é obtida mediante a injeção direta de vapor saturado a
no tanque, que contém inicialmente água a
. Considerando que há uma perda de calor de
de água do tanque para
ambiente, determine a quantidade de vapor que deve ser injetada no tanque. Considere
volume específico da água a
igual a
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O problema fala sobre a escaldagem, um processo usado em abatedouros de aves para remover as penas. Aqui, precisamos calcular a quantidade de vapor que deve ser injetada no tanque para aquecer a água de
até
, levando em conta a perda de calor para o ambiente. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica e calorimetria.
Passo 2
Primeiro, vamos entender quantos quilos de água temos no tanque. Sabemos que o volume de água é
e o volume específico da água a
é
.
A massa de água (
) pode ser calculada usando a fórmula:
Passo 3
Vamos calcular a massa de água:
Então, temos aproximadamente 983 kg de água no tanque.
Passo 4
Agora, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para aquecer essa água de
até
. Usamos a fórmula do calor sensível:
Onde:
-
é o calor específico da água ( ) -
é a variação de temperatura ( )
Passo 5
Substituindo os valores:
Então, precisamos de aproximadamente 164,7 \times 10^{3} , \mathrm{kJ} para aquecer a água.
Passo 6
Além disso, há uma perda de calor de
para o ambiente. Para toda a massa de água, a perda total de calor (
) será:
Passo 7
Então, o calor total necessário fornecido pelo vapor (
) será a soma do calor necessário para aquecer a água e a perda de calor:
Passo 8
Agora, vamos calcular a quantidade de vapor que precisa ser injetada. Sabemos que o vapor está a
e vai se condensar no tanque a
. A entalpia de condensação do vapor (
) pode ser considerada como
(valor típico, dependendo da tabela termodinâmica).
A quantidade de vapor (
) necessária é:
Resposta
A quantidade de vapor que deve ser injetada no tanque é aproximadamente 64,4 kg.