Vapor a 10 bar (absoluto), com 190^{\circ} \mathrm{C} de superaquecimento, alimenta uma turbina com uma vazão de 2.000 \mathrm{~kg} / \mathrm{h}. A operação da turbina é adiabática, e o efluente é vapor saturado a 1 bar.
Nota: Utilize as tabelas termodinâmicas impressas que foram disponibilizadas.
Calcule o trabalho exercido pela turbina em quilowatts, desprezando as variações nas energias cinética e potencial.

Passo 1

O enunciado trata de um escoamento de vapor por uma turbina em regime permanente e adiabático, desprezando-se variações de energia cinética e potencial. Vamos usar o balanço de energia para um sistema aberto (primeiro princípio para escoamento):
\dot W \;=\;\dot m\,(h_1 - h_2)
onde \dot W é a potência da turbina, \dot m a vazão mássica, h_1 a entalpia do vapor na entrada e h_2 a entalpia na saída.

Passo 2

Consultar nas tabelas termodinâmicas:
  • Entrada: vapor sobreaquecido a 10,bar e 190^\circ\mathrm{C}
h_1 \approx 2801{,}9\;\mathrm{kJ/kg}
  • Saída: vapor saturado na pressão de 1,bar (qualidade x=1)
h_2 = h_g@1\\ \mathrm{bar}\approx 2675{,}5\;\mathrm{kJ/kg}

Passo 3

Converter a vazão de \dot m = 2000\;\mathrm{kg/h} para \mathrm{kg/s}:
\dot m = \frac{2000}{3600}\approx 0{,}5556\;\mathrm{kg/s}
Aplicar o balanço de energia:
\dot W = \dot m\,(h_1 - h_2)

Passo 4

Calcular a potência:
h_1 - h_2 = 2801{,}9 - 2675{,}5 = 126{,}4\;\mathrm{kJ/kg}
\dot W = 0{,}5556 \times 126{,}4 \approx 70{,}2\;\mathrm{kW}

Resposta

A potência desenvolvida pela turbina é aproximadamente 70{,}2\;\mathrm{kW}.

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