(Nilo, p. 285, q. 18) Vapor d’água saturado a 300 kPa é usado para aquecer propano gasoso à pressão constante. O propano entra no aquecedor a 300 K e 150 kPa com a vazão de
e é aquecido até 400 K . O vapor d’água condensa e é liberado como água saturada. Calcule:
A taxa de calor a ser fornecida ao propano.
A taxa de calor a ser fornecida ao propano.
Passo 1
O enunciado diz que propano gasoso entra no aquecedor a pressão constante de
kPa, temperatura inicial
K, e sai a
K, com vazão mássica
;kg/s. Queremos a taxa de calor fornecida ao propano. Como o aquecimento é a pressão constante, usamos a
lei para fluxo estacionário, que, desprezando trabalho de fluxo e variação de energia cinética e potencial, reduz-se a
onde
é a entalpia específica do propano.
Passo 2
Para gases ideais (ou gases com entalpia praticamente função só da temperatura), temos
Na prática, usa-se um valor médio de
no intervalo de temperaturas. Pelas tabelas de propano ou coeficientes típicos, adota-se
Passo 3
Com
constante médio, calcula-se
Passo 4
Finalmente, a taxa de calor é
Resposta
A taxa de calor fornecida ao propano é