Uma massa de 300 kg de líquido saturado de água é completamente vaporizada à pressão constante de 100 kPa . Determine a quantidade de energia adicionada à água.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos 300 kg de água líquida saturada que vai virar vapor, tudo a 100 kPa (pressão constante). Isso é um problema de termodinâmica envolvendo mudança de fase (vaporização). Para resolver, a gente vai usar propriedades da água (entalpias do líquido saturado e do vapor saturado) que vêm em tabela, e a fórmula de calor envolvido na vaporização.

Passo 2

Quando uma substância muda de fase de líquido saturado pra vapor saturado, a energia necessária (calor) é
Q = m,(hg-hf) = m,hfg
onde
  • é a massa,
  • é a entalpia do líquido saturado,
  • é a entalpia do vapor saturado,
  • é o calor latente de vaporização.

Passo 3

A 100 kPa, pela tabela de água saturada, temos aproximadamente:
hf = 417,5 kJ/kg, hg = 2675,5 kJ/kg
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hfg = hg-hf = 2675,5 - 417,5 = 2258,0 kJ/kg

Passo 4

Basta colocar tudo na fórmula:
Q = m,hfg = 300 kgtimes 2258,0 kJ/kg = 677,400 kJ

Resposta

A energia adicionada à água é kJ (ou J).

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