(4 valores) Um sistema realiza a compressão adiabática de vapor de água (sem troca de calor com o ambiente). Inicialmente, o vapor está saturado a
. Após a compressão, sua pressão sobe para 1 MPa e o processo é considerado isentropicamente ideal. Determinar: a) A temperatura final do vapor; b) A variação de entalpia no processo; c)O trabalho realizado sobre o vapor por unidade de massa.
Passo 1
O enunciado descreve uma compressão adiabática (logo isentrópica) de vapor de água seco, que parte de pressão
em condição de vapor saturado, e sobe até
. Como o processo é isentrópico ideal, temos
Para resolver, vamos usar tabelas de vapor d’água: no estado 1 lemos entalpia
e entropia
para vapor saturado a
; no estado 2 impomos
e, na tabela de vapor superaquecido a
, interpolamos para achar a temperatura
e a entalpia
.
Passo 2
Estado 1 (
, vapor saturado): da tabela de vapor saturado
Passo 3
Estado 2 (
, superaquecedo com
).
Na tabela de vapor superaquecido a encontram-se valores aproximados:
Na tabela de vapor superaquecido a
Interpolando em
para
:
Isso corresponde a
da faixa de
, ou seja
Passo 4
Para obter
, interpolamos na mesma faixa de tabela:
Passo 5
A variação de entalpia é
Em processo adiabático isentrópico sem variações cinética ou potencial, o trabalho realizado sobre o vapor por unidade de massa é exatamente
.
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)