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Enunciado

Termodinâmica - Introdução a termodinâmica da engenharia química, J.M.Smith Van Ness- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 34

Um vaso, com capacidade de 2   m 3 , contém 0,02   m 3 de água líquida e 1,98   m 3 de vapor d'água a 101,33 kPa. Que quantidade de calor deve ser adicionada aos constituintes do vaso para que haja somente a evaporação da água líquida?

Passo 1

O enunciado pede para determinarmos a quantidade de calor deve ser adicionada aos constituintes do vaso para que haja somente a evaporação da água líquida?

V l i q : = 1.044 ⋅ c m 3 g m V v a p : = 1673.0 ⋅ c m 3 g m

U l i q : = 418.959 ⋅ J g m U v a p : = 2506.5 ⋅ J g m m l i q : = 0.02 ⋅ m 3 V l i q

m v a p : = 1.98 ⋅ m 3 V v a p m t o t a l   : = m l i q + m v a p x : = m v a p m t o t a l  

V 1 : = V l i q + x ⋅ ( V v a p - V l i q ) V 1 = 98.326 c m 3 g m x = 0.058

U 1 : = U l i q + x ⋅ ( U v a p - U l i q ) U 1 = 540.421 J g m

Passo 2

Uma vez que o volume total e a massa total não mudam durante o processo, os volumes específicos inicial e final são os mesmos. O estado final é, portanto, aquele para o qual o volume específico de vapor saturado é 98,326 cu cm / g. Por interpolação na Tabela F.1, encontramos t = 213,0 degC e

U 2 : = 2598.4 ⋅ J g m Q : = m t o t a l   ⋅ ( ) U 2 - U 1 Q = 41860.5 k J

Resposta

Q = 41860.5 k J