Vapor dágua, a 2100 kPa e 260^circ C, expande-se a uma entalpia constante, efeito Joule-Thomson, para 125 kPa .
Qual é a temperatura do vapor no estado final?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que vapor d’água a 2100 kPa e 260 °C sofre uma expansão de Joule–Thomson (isto é, a entalpia fica constante) até 125 kPa. A pergunta é: qual vai ser a temperatura final desse vapor?
Conteúdo: Termodinâmica de vapor – processo de Joule–Thomson e uso de tabelas de vapor (tabelas de propriedades termodinâmicas).
O que vamos precisar:
  1. Entender que numa expansão de Joule–Thomson vale
h1 = h2
  1. Usar as tabelas de vapor para achar a entalpia na condição inicial .
  2. Na pressão final , achar a temperatura que dá a mesma entalpia.

Passo 2

Teoria rápida:
– Entalpia h1 = h2 é uma propriedade termodinâmica que você acha nas tabelas de vapor, ela depende de h1 approx 2950 rm kJ/kg e .
– No efeito Joule–Thomson (válvula de estrangulamento), o processo é isoentalpático, ou seja
Logo, nosso primeiro job é ir na tabela de vapor superaquecido em e e anotar .
Na tabela, para 21 bar (2100 kPa) e 260 °C, encontramos algo em torno de

Passo 3

Como T2 approx 160 + 2950-29302975-2930times(170-160) =160 + 2045times10 approx 164,4 ^circ!C e , vamos agora na tabela de vapor superaquecido a 125 kPa e buscamos a temperatura que dá essa entalpia.
Olha o trecho da tabela (valores aproximados):
  • A 125 kPa e 160 °C →
  • A 125 kPa e 170 °C →
Fazendo uma interpolação linear rápida:

Resposta

A temperatura final do vapor, após a expansão isoentalpática de 2100 kPa e 260 °C para 125 kPa, fica cerca de 164 °C.

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