Na primeira etapa de um processo, uma corrente de água com vazão igual a
é aquecida de
até
a uma pressão de
. 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.
. Considere o calor específico médio da água igual a
.
Passo 1
Então, temos um processo em que 200 kg/h de água, à pressão de 232,1 kPa, é:
- aquecida de 20 °C até 120 °C,
- depois totalmente vaporizada a 120 °C (mesma pressão).
Conteúdo: Termodinâmica – calor sensível e calor latente (entalpia).
O que vamos precisar:
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: - calor sensível ao mudar a temperatura do líquido,
- 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,
,
.
m = 200 kg/h,
Passo 4
Calor latente (etapa 2):
Da tabela de vapor a 232,1 kPa (T_sat = 120 °C), .
Da tabela de vapor a 232,1 kPa (T_sat = 120 °C),
Passo 5
Variação total de entalpia =
:
Resposta
A variação total de entalpia da água, após as duas etapas, é 525 900 kJ/h.