Uma máquina de café industrial utiliza vapor de água para aquecer 200 g de leite inicialmente a
para
. Neste processo, o vapor que é misturado ao leite, sai do bico a
e 200 kPa . Considerando que a troca de calor ocorre apenas entre o vapor e o leite, determine:
a) Assumindo que o calor específico do leite é de
, qual a quantidade de energia necessária para aquecer o leite?
b) Sabendo que o aquecimento ocorre em 30s, qual a potência necessária para esse processo?
c) Considerando que a entalpia de condensação da água nestas condições é de aproximadamente
, qual a massa de vapor necessária para o aquecimento?
a) Assumindo que o calor específico do leite é de
b) Sabendo que o aquecimento ocorre em 30s, qual a potência necessária para esse processo?
c) Considerando que a entalpia de condensação da água nestas condições é de aproximadamente
Passo 1
O enunciado trata de um balanço de energia entre o vapor de água que condensa e o leite que aquece. O conteúdo é termodinâmica aplicada para calcular:
- o calor sensível necessário para elevar a temperatura do leite,
- a potência média considerando o tempo do processo,
- e a massa de vapor que, ao condensar, fornece esse calor.
Passo 2
Para aquecer
de leite de
até
usamos
onde
e
. Logo,
Passo 3
Sabendo que o aquecimento leva
, a potência média é
Passo 4
A massa de vapor necessária é dada por
onde
é a entalpia de condensação. Portanto,
Resposta
a)
b)
c) (
g)
b)
c)