Enunciado

Usando as equações do Prob. 4-151, determine a energia explosiva de 20 m³ de vapor a 10 Mpa e 500 °C, considerando que o vapor se condensa e se torna líquido a 25 °C depois da explosão. A quantos quilos de TNT vale essa energia explosiva? A energia explosiva de TNT é de cerca de 3250 kJ/kg.

Passo 1

Vamos recapitular a equação para a energia de explosão:

E e x p l o s ã o = V e e x p l o s ã o = V u 1 - u 2 v 1 = m u 1 - u 2

Para obtermos as propriedades em cada estado, vamos recorrer as tabelas A-4 até A-6. Em 1, temos:

P 1 = 10   M P a

T 1 = 500   ° C

v 1 = 0,032811   m 3 / k g

u 1 = 3047,0   k J / k g

Em 2,

T 2 = 25   ° C → l í q u i d o   s a t u r a d o

u 2 = u l @ 25 ° C = 104,83   k J / k g

Passo 2

A massa de vapor na caldeira é:

m = V v 1 = 20 0,032811 = 609,6   k g

Logo, a energia total explosiva do vapor é dada por:

E e x p l o s ã o = m u 1 - u 2 = 609,6 ⋅ 3047,0 - 104,83 = 1793436   k J

Passo 3

Essa quantidade de energia, em quilos de TNT, é:

1793436 3250 = 551,8   k g   d e   T N T

Resposta

551,8   k g   d e   T N T

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