Na primeira etapa de um processo, uma corrente de água com vazão igual a 200 kg / h é aquecida de 20^circ C até 120^circ C a uma pressão de 232,1 kPa. Na segunda etapa, à mesma pressão, a água é aquecida e toda ela é vaporizada em seu ponto de ebulição. Calcule a variação da entalpia da água após as duas etapas. R. 525900 kJ / h. Considere o calor específico médio da água igual a 4,2 kJ / kg K.

Passo 1

Então, temos um processo em que 200 kg/h de água, à pressão de 232,1 kPa, é:
  1. aquecida de 20 °C até 120 °C,
  2. depois totalmente vaporizada a 120 °C (mesma pressão).
Conteúdo: Termodinâmica – calor sensível e calor latente (entalpia).
O que vamos precisar:
  • Fórmula do calor sensível: .
  • Entalpia de vaporização (calor latente) à pressão dada.
  • Somar as duas contribuições para obter a variação total de entalpia por hora.

Passo 2

Antes de calcular, um pouquinho de teoria:
  • Entalpia ( ) mede a energia trocada sob pressão constante; sua variação tem duas partes:
    1. calor sensível ao mudar a temperatura do líquido,
    2. calor latente de mudar de fase (liquido → vapor).
  • Calor sensível: .
  • Calor latente: , onde é dado por tabela de vapor (à 232,1 kPa e 120 °C).

Passo 3

Calor sensível (etapa 1):
m = 200 kg/h,
,
.
.

Passo 4

Calor latente (etapa 2):
Da tabela de vapor a 232,1 kPa (T_sat = 120 °C), .
.

Passo 5

Variação total de entalpia = De:

Resposta

A variação total de entalpia da água, após as duas etapas, é 525 900 kJ/h.

Exercícios relacionados