(Valor: 1,5) - Um recipiente rígido e inicialmente evacuado é carregado com água proveniente de uma tubulação a
e
. Admita que o processo é adiabático e que o recipiente é selado quando a pressão interna atinge a da linha. Sabendo que a massa contida no recipiente após o término da operação de enchimento é igual a 0,5 kg , determine a temperatura final do processo de enchimento e o volume do recipiente.
Passo 1
O enunciado descreve um recipiente rígido, inicialmente evacuado, que é preenchido com vapor/água oriundo de uma tubulação a
. O processo de enchimento é adiabático e o recipiente é selado quando sua pressão interna iguala
. Após o enchimento, a massa dentro do vaso é
.
Conteúdo: balanço de energia em sistema aberto (fluxo de massa) e propriedades termodinâmicas da água (tabelas de vapor).
Conteúdo: balanço de energia em sistema aberto (fluxo de massa) e propriedades termodinâmicas da água (tabelas de vapor).
Passo 2
Fazendo balanço de energia para o processo de enchimento (considerando energia cinética e potencial desprezíveis e adiabático):
Como
, temos
Ou seja, a energia interna específica final
(no estado final
) é igual à entalpia específica do fluido que entrou (
em
).
Passo 3
Consultando a tabela de vapor superaquecido em
obtemos aproximadamente
Logo
Passo 4
No estado final temos
e
. Voltamos à tabela de vapor superaquecido a
e encontramos, por interpolação, a temperatura
tal que
Por interpolação típica entre as linhas de
e
chega-se a
Passo 5
Ainda nas mesmas tabelas, em
determina-se o volume específico
. Por interpolação obtemos aproximadamente
Como o recipiente contém
, seu volume interno é
Resposta
Temperatura final:
Volume do recipiente:
Volume do recipiente: