Exercícios Resolvidos de Trabalho de Escoamento e Entalpia

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Enunciado

Um tanque rígido contendo vapor d’água vaza 5   k g / s de vapor d’água saturado a 200   ° C . Calcule a taxa de energia que o tanque rígido perde devido à saída desse vapor. Use a tabela abaixo. Considere a energia cinética e a energia potencial do vapor saturado desprezíveis.

Passo 1

O enunciado pede que a gente calcule o valor da taxa de energia E ˙ s , m a s s a que o tanque rígido perde devido à saída desse vapor. A figura abaixo mostra todos os dados que temos para calcular o valor de E ˙ s , m a s s a .

T é a temperatura do vapor saturado d’água e m ˙ s é a vazão mássica do vapor saindo do tanque.

No próximo passo, veremos qual fórmula é usada para calcular E ˙ s , m a s s a .

Passo 2

A taxa de energia E ˙ s , m a s s a que o tanque rígido perde devido à saída desse vapor é calculada pela fórmula abaixo. A energia cinética e a energia potencial do vapor não estão presentes nessa fórmula, porque o enunciado informou que seus valores são tão pequenos que podemos desprezá-los.

E ˙ s , m a s s a = m ˙ s ⋅ h s

onde h s é a entalpia específica do vapor saturado saindo no tanque rígido.

O valor de h s está presente na tabela de saturação. h s está na mesma linha que a temperatura de 20 0   ° C e na mesma coluna que a entalpia específica do vapor saturado h V .

Agora que sabemos como encontrar o valor de todos os termos, vamos começar a fazer contas!

Passo 3

O valor de H v é obtido abaixo!

h V = 2793,18   k J k g

Usando esses valores na fórmula de E ˙ s , m a s s a , encontramos:

E ˙ s , m a s s a = m ˙ s ⋅ h s       ⟹       E ˙ s , m a s s a = 5 ⋅ 2793,18       ⟹       E ˙ s , m a s s a = 13965 , 9   k W

Resposta

E ˙ s , m a s s a = 13965 , 9   k W

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