Vapor saturado a
é aquecido até
. Use as tabelas de vapor para determinar:
a entrada de calor necessária (
) se 100 kg são submetidos ao processo em um recipiente de volume constante. [Resp.:(a)6,02 x
; (b) 4,61 x
]
a entrada de calor necessária (
Passo 1
Beleza, o enunciado diz: temos 100 kg de vapor saturado a 100 °C dentro de um recipiente de volume constante e vamos aquecer até 400 °C. A pergunta é quanta energia (calor) a gente precisa fornecer. O conteúdo aqui é Termodinâmica de fluxo fechado: primeira lei (variação de energia interna) e uso de tabelas de vapor (saturado e superaquecido).
Passo 2
Primeiro a teoria: para um sistema fechado sem trabalho de expansão (volume constante), a primeira lei vira
Então precisamos de
Passo 3
Estado 1 (inicial): vapor saturado a 100 °C.
- Das tabelas de vapor saturado, em 100 °C:
Como o volume total
fica constante, o volume específico no estado 2 é
Passo 4
Estado 2 (final): T₂ = 400 °C e
.
Agora rodamos a tabela de vapor superaquecido a 400 °C procurando onde . Isso acontece em torno de
, em que
Agora rodamos a tabela de vapor superaquecido a 400 °C procurando onde
Logo
Passo 5
Aplicando
:
(arredondando dá cerca de
J).
Resposta
A energia de calor necessária é aproximadamente