[Apostila] - Primeira Lei da Termodinâmica - Volumes de Controle - Aula 4

Prévia do material em texto

10/10/2012
1
Universidade Federal do ABC
ProfaProfaProfaProfa. Dra. Ana . Dra. Ana . Dra. Ana . Dra. Ana Maria Pereira NetoMaria Pereira NetoMaria Pereira NetoMaria Pereira Neto
ana.neto@ufabc.edu.brana.neto@ufabc.edu.brana.neto@ufabc.edu.brana.neto@ufabc.edu.br
BC1309BC1309
Termodinâmica AplicadaTermodinâmica Aplicada
BC1309BC1309
Termodinâmica AplicadaTermodinâmica Aplicada
1ª Lei da Termodinâmica1ª Lei da Termodinâmica
para Volumes de Controlepara Volumes de Controle
1ª Lei da Termodinâmica1ª Lei da Termodinâmica
para Volumes de Controlepara Volumes de Controle
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
10/10/2012
2
1ª Lei da Termodinâmica1ª Lei da Termodinâmica1ª Lei da Termodinâmica1ª Lei da Termodinâmica
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
�� Equação de Conservação da MassaEquação de Conservação da Massa
�� Equação de Conservação da EnergiaEquação de Conservação da Energia
RevisãoRevisãoRevisãoRevisão
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
10/10/2012
3
Volume de ControleVolume de ControleVolume de ControleVolume de Controle
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
Fronteira
Vizinhança
Calor (Q)
Trabalho (W) mvc
me
ms
�� VolumeVolume dede ControleControle:: é aquele que pode trocar tanto massa como
energia com a sua vizinhança.
Transferência de Energia Transferência de Energia Transferência de Energia Transferência de Energia 
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
10/10/2012
4
Transferência de EnergiaTransferência de EnergiaTransferência de EnergiaTransferência de Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
� As formas de interação de energia associadas a um volumevolume dede
controlecontrole são:
Calor
Trabalho
Fluxo de Massa
V
m
=ρ ou
dV
dm
=ρ dVdm ρ=
dxAdV = dxAdm ρ=
Vazão MássicaVazão MássicaVazão MássicaVazão Mássica
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
� Sabendo que:
� Considerando:
� A quantidade de massa que escoa através de uma área por unidade
de tempo é chamada de vazãovazão mássica,mássica, ouou fluxofluxo dede massamassa (mm).••••••••
10/10/2012
5
Vazão MássicaVazão MássicaVazão MássicaVazão Mássica
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
t
dxA
t
dm
∆
ρ
=
∆
m
t
dm
&=
∆
V
t
dx
=
∆
Vazão mássica (kg/s) Velocidade (m/s)
VAm ρ=&
� Dividindo-se ambos os lados da equação por ∆∆∆∆t:
Vmed
vapor d’água
m = ρρρρ AcVmed
E = me
.
.
.
Vazão VolumétricaVazão VolumétricaVazão VolumétricaVazão Volumétrica
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
�� Energia e fluxo de massa associados ao escoamento de vapor d’água em um duto de
diâmetro D com velocidade média Vmed..
� Volume de fluido escoando através de uma área por unidade de
tempo é chamada de vazãovazão volumétricavolumétrica (VV).••••••••
v
VVm
&
&& =ρ=
cVAV =& (m3/s)
10/10/2012
6
Conservação da MassaConservação da MassaConservação da MassaConservação da Massa
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
Conservação da MassaConservação da MassaConservação da MassaConservação da Massa
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
CCHH44((gg)) + 2 + 2 OO22((gg)) CCOO22((gg)) + 2 + 2 HH22OO((gg))
1 C1 C
4 H4 H 4 O4 O
1 C1 C
2 O2 O
4 H4 H
2 O2 O
� A massamassa, assim como a energia, é uma propriedade que se
conserva e não pode ser criada nem destruída durante um processo.
10/10/2012
7
Conservação da MassaConservação da MassaConservação da MassaConservação da Massa
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
� Princípio de conservação da massa aplicado a um VC:
A transferência líquida de massa para ou de um VC A transferência líquida de massa para ou de um VC 
durante um intervalo de tempo durante um intervalo de tempo ∆∆∆∆∆∆∆∆t é igual à variação t é igual à variação 
líquida da massa total dentro do VC durante líquida da massa total dentro do VC durante ∆∆∆∆∆∆∆∆t.t.
Massa total
que entra no
VC durante ∆∆∆∆t
Massa total
que sai do
VC durante ∆∆∆∆t
− =
Variação líquida
da massa dentro
do VC durante ∆∆∆∆t
Conservação da MassaConservação da MassaConservação da MassaConservação da Massa
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
Instante t Instante t + ∆∆∆∆t
10/10/2012
8
Conservação da MassaConservação da MassaConservação da MassaConservação da Massa
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
( ) evc mtmm +=
� No instante (t), a quantidade de massa no volume de
controle (mvc) é:
Instante t
Conservação da MassaConservação da MassaConservação da MassaConservação da Massa
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
( ) svc mttmm +∆+=
� No instante (t + ∆∆∆∆t), a quantidade de massa no volume
de controle (mvc) é:
Instante t + ∆∆∆∆t
10/10/2012
9
Conservação da MassaConservação da MassaConservação da MassaConservação da Massa
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
( ) ( ) svcevc mttmmtm +∆+=+
� Igualando as duas equações, temos:
( ) evc mtmm += ( ) svc mttmm +∆+=
Conservação da MassaConservação da MassaConservação da MassaConservação da Massa
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
( ) ( ) sevcvc mmtmttm −=−∆+
( ) ( )
t
m
t
m
t
tmttm sevcvc
∆
−
∆
=
∆
−∆+
0t →∆
� Rearranjando:
� Para expressar a equação da conservação em termos
de taxa temporal, divide-se todos os termos da equação
por ∆t:
� Aplicando limite para , obtém-se a taxa de
variação da massa por tempo.
10/10/2012
10
Conservação da MassaConservação da MassaConservação da MassaConservação da Massa
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
( ) ( )






∆
−





∆
=





∆
−∆+
→∆→∆→∆ t
mlim
t
mlim
t
tmttmlim s
0t
e
0t
vcvc
0t
( ) ( )
dt
dm
t
tmttmlim vcvcvc
0t
=





∆
−∆+
→∆
e
e
0t
m
t
mlim &=





∆→∆
s
s
0t
m
t
mlim &=





∆→∆
Taxa de variação de massa no 
interior do VC.
Vazão mássica que entra no VC.
Vazão mássica que sai do VC.
Conservação da MassaConservação da MassaConservação da MassaConservação da Massa
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
se
vc mm
dt
dm
&&
−=
∑∑
==
−=
n
1i
s
n
1i
e
vc mm
dt
dm
&&
� Assim, a equação do balanço de massa fica:
� De forma geral, considerando-se “n” entradas e saídas:
10/10/201211
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
Instante t Instante t + ∆∆∆∆t
10/10/2012
12
Instante t
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
( ) ( ) 






+++= e
2
e
eevc gz2
V
umtEtE
� No instante (t), a energia no VC pode ser escrita como:
Instante t + ∆∆∆∆t
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
( ) ( ) 






+++∆+=∆+ s
2
s
ssvc gz2
V
umttEttE
� No instante (t + ∆∆∆∆t), a energia no VC pode ser escrita como:
10/10/2012
13
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
( ) ( )tEttEWQ −∆+=−
� Da equação da 1ª lei da termodinâmica para um sistema:
� Substituindo, temos:
( ) ( ) 











+++−





+++∆+=− e
2
e
eevcs
2
s
ssvc gz2
V
umtEgz
2
V
umttEWQ
( )tE( )ttE ∆+
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
� Rearranjando:
( ) ( ) 





++−





+++−=−∆+ s
2
s
sse
2
e
eevcvc gz2
V
umgz
2
V
umWQtEttE
( ) ( )






++
∆
−





++
∆
+
∆
−
∆
=
∆
−∆+
s
2
s
s
s
e
2
e
e
evcvc gz
2
V
u
t
mgz
2
V
u
t
m
t
W
t
Q
t
tEttE
� Análogo ao executado para a equação de conservação da
massa, dividindo todos os termos da equação por ∆∆∆∆t:
10/10/2012
14
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
� Aplicando o conceito de limite em cada termo da equação,
quando ∆∆∆∆t tende a zero, tem-se:
( ) ( )
dt
dE
t
tEttElim vcvcvc
0t
=
∆
−∆+
→∆
vc0t
Q
t
Qlim &=
∆→∆








++=







++
∆→∆ s
2
s
sss
2
s
s
s
0t
gz
2
V
umgz
2
V
u
t
mlim &








++=







++
∆→∆ e
2
e
eee
2
e
e
e
0t
gz
2
V
umgz
2
V
u
t
mlim &
Variação de Energia no interior do VC.
Taxa de calor trocado pelo VC.
Energia que entra no VC devido 
à vazão mássica de entrada.
Energia que deixa o VC devido 
à vazão mássica de saída.
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
eeesssvc vpmvpmWW −+=
refere-se ao chamado trabalho de fluxo devido à entrada e 
saída de massa no VC.
( )eeesss vpmvpm && −
vcW& refere-se ao chamado trabalho do VC.
eeesssvc0t
vpmvpmWW
t
Wlim &&&& −+==
∆→∆
� Para o caso de um volume de controle, o termo W é definido
por componentes:
� Assim:
10/10/2012
15
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto






++−





++++−−= s
2
s
sse
2
e
eeeeesssvc
vc gz
2
V
umgz
2
V
umvpmvpmWQ
dt
dE
&&&&&&






+++−





++++−= s
2
s
sssse
2
e
eeeevc
vc gz
2
V
vpumgz
2
V
vpumWQ
dt
dE
&&&&
pvuh += Propriedade Termodinâmica 
ENTALPIAENTALPIA
� Substituindo:
� Rearranjando:
Energia TotalEnergia TotalEnergia TotalEnergia Total
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
e = u + + e = u + + gzgz θθθθθθθθ = = pvpv + u + + + u + + gzgzVV
22
22
�� Fluido em repouso:Fluido em repouso: �� Fluido em escoamento:Fluido em escoamento:
VV22
22
� A energia total é composta de três partes em um fluido em repouso
e de quatro partes em um fluido em escoamento.
�� θθθθθθθθ:: energia total por unidade de massa de um fluido em escoamento.
�� pvpv ++ uu == hh (entalpia)
10/10/2012
16
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto






++−





+++−= s
2
s
sse
2
e
eevc
vc gz
2
Vhmgz
2
VhmWQ
dt
dE
&&&&
Equação da 1ª Lei da Termodinâmica para um Equação da 1ª Lei da Termodinâmica para um 
Volume de Controle:Volume de Controle:
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
� Conservação de Energia – Casos Especiais:
� Regime Permanente:
� Regime Uniforme:
0gz
2
Vhmgz
2
VhmWQ s
2
s
sse
2
e
eevc =





++−





+++− &&&&






++−





++
=





++−





+++−
1
2
1
112
2
2
22
s
2
s
sse
2
e
eevcvc
gz
2
V
umgz
2
V
um
gz
2
Vhmgz
2
VhmWQ
10/10/2012
17
Regime PermanenteRegime PermanenteRegime PermanenteRegime Permanente
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
entrada de 
massa
saída de 
massa
Volume de Controle
mvc = cte
Evc = cte
Regime PermanenteRegime PermanenteRegime PermanenteRegime Permanente
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
m1
h1
• m2
h2
•
m3
h3
•
� Sob condições de regime permanente, as propriedades do fluido
permanecem constantes.
10/10/2012
18
Regime PermanenteRegime PermanenteRegime PermanenteRegime Permanente
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
� Hipóteses simplificadoras mais utilizadas para escoamentos em 
regime permanente:
Regime PermanenteRegime PermanenteRegime PermanenteRegime Permanente
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
� Continuação:
10/10/2012
19
ExercíciosExercíciosExercíciosExercícios
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
Conservação da MassaConservação da MassaConservação da MassaConservação da Massa
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
10/10/2012
20
ExercíciosExercíciosExercíciosExercícios
BC1309_AnaMaria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
1) Um aquecedor de água operando em regime permanente possui duas entradas e
uma saída. Na entrada 1, vapor de água entra a uma pressão de 700 kPa e
temperatura de 200ºC com uma vazão mássica de 40 kg/s. Na entrada 2, água
líquida saturada a uma pressão de 700 kPa entra através de uma área de 25 cm2.
Líquido saturado a 700 kPa deixa o aquecedor no ponto 3 com uma vazão
volumétrica de 0,06 m3/s. Determine a vazão na entrada 2 e na saída em kg/s e a
velocidade na entrada 2, em m/s. (R: 14,15 kg/s; 54,15 kg/s; 6,27 m/s)
2) Fluído refrigerante R-22 entra no condensador de um sistema de refrigeração
operando em regime permanente a 1200 kPa e 50ºC através de um tubo de 2,5 cm
de diâmetro. Na saída, a pressão é de 1200 kPa, a temperatura vale 28ºC e a
velocidade é de 2,5 m/s. A vazão mássica de refrigerante é de 5 kg/min. Determine:
a) velocidade de entrada em m/s; b) o diâmetro de saída do duto em cm.
(R. 3,73 m/s; 0,6 cm)
ExercíciosExercíciosExercíciosExercícios
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
3) Vapor de água a 1200 kPa e 520ºC entra em um volume de controle operando em
regime permanente com uma vazão volumétrica de 460 m3 /min. Vinte e dois por
cento do escoamento sai a 500 kPa e 220ºC com uma velocidade de 20 m/s. O
restante sai por outro lugar com uma pressão de 6 kPa e título de 86% e com uma
velocidade de 500 m/s. Determine os diâmetros, em m, de cada duto de saída.
(R: D2 = 0,3974 m; D3 = 1,032 m)
4) Uma banheira que, inicialmente estava vazia e com o ralo tampado está sendo
alimentada com 10 quilogramas de água por minuto. Após 10 minutos do início da
operação de enchimento, a tampa do ralo foi retirada e a vazão de alimentação de
água foi reduzida de 10 quilogramas por minuto para 2 quilogramas por minuto.
Considere que a vazão em massa de água no ralo é constante e igual a 4
quilogramas por minuto. Determine o tempo necessário para que não exista água na
banheira. Considere que o intervalo de tempo inicia na partida da primeira operação
de enchimento da banheira. (R: 60 min)
10/10/2012
21
Conservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da EnergiaConservação da Energia
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
ExercíciosExercíciosExercíciosExercícios
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
1) A vazão em massa e vapor de água na seção de alimentação de uma turbina é
1,5 kg/s e o calor transferido da turbina é 8,5 kW. São conhecidos os seguintes dados
para o vapor de água que entra e sai da turbina. Entrada: pressão de 2,0 MPa,
temperatura de 350ºC, velocidade de 50 m/s e cota em relação ao um plano de
referência de 6 m. Saída: pressão de 0,1 MPa, vapor saturado, velocidade de 100
m/s e cota de 3 m. Determine a potência produzida por esta turbina (R: 678,2 kW)
2) O compressor utilizado numa indústria química é alimentado com dióxido de
carbono a 100 kPa e 280 K. A velocidade do escoamento na seção de alimentação é
baixa. A pressão e a temperatura na seção de descarga do compressor são iguais a
1100 kPa e 500 K. O dióxido de carbono deixa o compressor a 25 m/s e escoa para
um pós-resfriador, que é um trocador de calor. O dióxido de carbono deixa o trocador
de calor a 1100 kPa e 350 K. Sabendo que a potência utilizada no acionamento do
compressor é de 50 kW, determine a taxa de transferência de calor no pós-resfriador.
(R: -34,2 kW)
10/10/2012
22
ExercíciosExercíciosExercíciosExercícios
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
4) Consideremos o processo de estrangulamento numa válvula de expansão, ou
através do tubo capilar, num ciclo de refrigeração por compressão de vapor. Nesse
processo, a pressão do refrigerante cai da alta pressão do condensador para a baixa
no evaporador e, durante este processo, uma parte do líquido vaporiza. Se
considerarmos o processo como adiabático, o título do refrigerante ao entrar no
evaporador pode ser calculado. Admitindo que o fluido refrigerante seja amônia, que
esta entra na válvula de expansão a 1,5 MPa e a 35ºC e que a pressão, ao deixar a
válvula, é de 291 kPa, calcule o título da amônia na saída da válvula de expansão.
(R: 0,1638)
3) Vapor de água a 0,6 MPa e 200ºC entra num bocal isolado termicamente com uma
velocidade de 50 m/s e sai com velocidade de 600m/s, a pressão de 0,15 MPa.
Determine, no estado final, a temperatura do vapor se este estiver superaquecido ou
o título se estiver saturado. (R: 0,99)
ExercíciosExercíciosExercíciosExercícios
BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto
6) Vapor de água a pressão de 1,4 MPa e 300ºC escoa em um tubo. Um tanque
inicialmente evacuado, está conectado a esse tubo através de uma ramificação com
válvula. Abre-se a válvula e o vapor enche o tanque até que a pressão atinja
1,4 MPa. Nesta condição, a válvula é fechada. O processo é adiabático e as
variações de energias cinética e potencial são desprezíveis. Nestas condições,
determine a temperatura final do vapor no tanque. (R: 452ºC)
5) Considere um condensador resfriando a água de um sistema de refrigeração de
grande porte que utiliza R-134a como fluído refrigerante. O refrigerante entra no
condensador a 60ºC e 1MPa e o deixa como líquido a 0,95 MPa e 35ºC. A água de
resfriamento entra no condensador a 10ºC e sai a 20ºC. Sabendo que a vazão de
refrigerante é de 0,2 kg/s, determine a vazão de água de resfriamento neste
condensador (R: 0,919 kg/s)