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(9) Um equipamento operando em estado estacionário, é alimentado com 10 kg/ s de vapor d'água superaquecido a 400 kPa e 200 °C. Este equipamento op...

(9) Um equipamento operando em estado estacionário, é alimentado com 10 kg/ s de vapor d'água superaquecido a 400 kPa e 200 °C. Este equipamento opera adiabaticamente, as variações de energia potencial e cinética são desprezíveis. Qual seria a potência produzida quando o equipamento descarrega vapor saturado a 143 kPa (a) com qualidade de 100% e (b) com qualidade de 70 %; (c) estes modos de operação são viáveis termodinamicamente? (justifique); (d) Algum destes modos de operação pode ser considerado reversível? (e) Qual a máxima potência que poderia ser produzida descarregando vapor saturado a 143 kPa? (justifique suas respostas)


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Lista de Exercícios 04
3 pág.

Termodinâmica para Engenharia Química Universidade Federal do Rio Grande do SulUniversidade Federal do Rio Grande do Sul

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Para calcular a potência produzida pelo equipamento, é necessário utilizar a equação da taxa de trabalho para um processo adiabático: W = h1 - h2 Onde: W é a potência produzida h1 é a entalpia do vapor de entrada h2 é a entalpia do vapor de saída Para calcular a entalpia do vapor de entrada, podemos utilizar a tabela de propriedades termodinâmicas do vapor d'água. Para o vapor superaquecido a 400 kPa e 200 °C, encontramos os valores de entalpia específica (h1) e entropia específica (s1). Para o vapor saturado a 143 kPa, podemos encontrar os valores de entalpia específica (h2) e entropia específica (s2) para as condições de qualidade de 100% e 70%. Com esses valores, podemos calcular a potência produzida para cada caso e verificar se os modos de operação são viáveis termodinamicamente. Além disso, podemos analisar se algum dos modos de operação pode ser considerado reversível. Para determinar a máxima potência que poderia ser produzida descarregando vapor saturado a 143 kPa, é necessário considerar o caso em que a expansão é reversível, ou seja, a entropia específica do vapor de saída é igual à entropia específica do vapor de entrada. Lembrando que essas são apenas orientações gerais para resolver o problema. Para obter os valores específicos e realizar os cálculos, é necessário consultar as tabelas de propriedades termodinâmicas do vapor d'água.

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