Enunciado

Um vaso, com capacidade de 0,25   m 3 , contém vapor d'água saturado a 1.500 k P a . Se o vaso for resfriado até que haja a condensação de 25 por cento do vapor, qual a quantidade de calor transferida e a qual sua pressão final?

Passo 1

E ai galera , o enunciado pede que a gente determine a quantidade de calor transferida e a qual sua pressão final?

V t o t a l   : = 0.25 ⋅ m 3

Dados, Tabela F.2, sat. vapor em 1500 k P a :

V 1 : = 131.66 ⋅ c m 3 g m U 1 : = 2592.4 ⋅ J g m m a s s a   : = V t o t a l   V 1

Desta massa total, 25% se condensa fazendo com que a qualidade seja 0,75. Uma vez que o volume total e a massa não mudam, temos para o estado final:

x : = 0.75

V 2 = V 1 = V l i q + x ⋅ ( V v a p - V l i q )

x = V 1 - V l i q V v a p - V l i q

Encontre P para o qual (A) produz o valor x = 0,75 para vapor úmido

Passo 2

Como o volume do líquido é muito menor do que o volume do vapor, fazemos um cálculo preliminar para estimar:

V v a p : = V 1 x V v a p = 175.547 c m 3 g m

Este valor ocorre a uma pressão um pouco acima de 1100kPa. Avalie x em 1100 e 1150kPa por (A). Interpolar em x para encontrar P = 1114,5kPa e

U l i q   : = 782.41 ⋅ J g m U v a p : = 2584.9 ⋅ J g m

U 2 : = U l i q + x ⋅ ( U v a p - U l i q ) U 2 = 2134.3 J g m

Q : =   m a s s a   ⋅ ( U 2 - U 1 ) Q = - 869.9 k J

Resposta

Q = - 869.9 k J

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