Em uma panela de pressão
de água, no momento do início da fervura, encontra-se no estado (1) de líquido saturado à
e 100 kPa . Percorrido algum tempo, ocorre o primeiro expurgo de vapor pela válvula. No tempo infinitesimal anterior a abertura da válvula, encontrasse o estado (2), no qual existe uma mistura de água líquida e vapor de água ambos saturados à 2 bar e título de
. Negligenciando a existência de ar no interior da panela, determine:
a) A entalpia específica da água (líq. saturado) no estado 1;
b) A entalpia específica da água (líq. saturado) no estado 2 ;
c) A entalpia específica da água (vap. saturado) no estado 2 ;
d) A quantidade de energia fornecida para a água;
a) A entalpia específica da água (líq. saturado) no estado 1;
b) A entalpia específica da água (líq. saturado) no estado 2 ;
c) A entalpia específica da água (vap. saturado) no estado 2 ;
d) A quantidade de energia fornecida para a água;
Passo 1
O enunciado descreve água em uma panela de pressão fechada (volume fixo) com massa
. No estado (1) a água é líquido saturado a
(
). Após aquecimento atinge
e chega a uma mistura saturada com título
no estado (2).
Conteúdo: uso de tabelas de vapor para entalpias de líquido saturado ( ) e vapor saturado (
), e balanço de energia para sistema fechado rígido (
).
Conteúdo: uso de tabelas de vapor para entalpias de líquido saturado (
Passo 2
Consultando tabela de propriedades do vapor saturado a
(
):
Logo, a entalpia específica do líquido saturado no estado (1) é
Passo 3
Na tabela de vapor saturado a
(
) encontra-se
Portanto,
Passo 4
Ainda em
, da mesma tabela obtemos o calor latente
logo a entalpia do vapor saturado é
Assim,
Passo 5
Como a panela é rígida não há trabalho de fronteira (
). Pelo 1.º princípio para sistema fechado:
Mas para líquidos saturados
(pois
e
é muito pequeno). Para a mistura no estado (2):
Como
, tem-se
Logo a energia fornecida é
Resposta
a)
b)
c)
d) (aprox.)
b)
c)
d)