Curso fpq lista 04 balanco energia

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Departamento de Engenharia e Arquitetura Curso: Engenharia Química Disciplina: Fundamentos de Processos Químicos – EEQ020 Professores: Paulo Guimarães

Lista de Exercícios No 04
1. Um sistema a pressão constante de 30 psia contém 3 lb de água líquida saturada. Energia é adicionada ao fluido

até que seu título seja 70%. Determinar: a) A temperatura inicial; b) A temperatura e a pressãofinais; e c) As variações de volume e entalpia do fluido.
2. Vapor a 3,5 MPa e 340 C é expandido para 0,7 MPa. Determinar o seu estado final se a expansão for:
o

a) A entalpia constante; b) A entropia constante.
3. Água líquida a 7,5 MPa e 40 C é aquecida a pressão constante até que se torne um líquido saturado.
o

Qual a diferença de entalpia entre os dois estados em Btu/lb?
4. Demonstreque, a 400 C e 10 bar, a água está no estado de vapor superaquecido e determine sua temperatura de
o

saturação a esta pressão, o número de graus de superaquecimento e as diferenças de suas entalpia, energia interna e entropia específicas em relação à condição de vapor saturado a 10 bar.
5. Um tanque contém exatamente 1 kg de água e vapor em equilíbrio a 7 bar. Se o líquido e o vapor ocupam, cadaum, metade do volume do tanque, qual a entalpia da mistura?
6. Um tanque com um volume de 2 ft contém vapor saturado a 20 psia. Energia é retirada do fluido a volume
3

constante até que a temperatura seja de 80oF. Determinar: a) A temperatura inicial e a pressão final; b) A massa total de material no tanque; c) O volume e a massa da água líquida no tanque nas condições finais.
3

7. Umtanque fechado de 10 ft está cheio de vapor saturado a 250 psia. Se 25% do vapor forem condensados,

determinar: a) A diferença de entalpia entre os estados inicial e final; b) A pressão final.
8. Um recipiente com capacidade de 0,4 m contém 2,0 kg de uma mistura de água líquida e vapor a uma pressão de
3

600 kPa. Determinar os volumes e as massas do líquido e do vapor.
9. Determinar afase e as propriedades que faltam (P, T, h, u, s e x) para a água nas seguintes condições:

a) T = 120oC e v = 1 m3/kg; b) P = 10 MPa e v = 0,01 m3/kg.
o

10. Vapor superaquecido a 10 bar e 240 C é expandido a entropia constante até uma pressão de 2 bar. Qual o estado

do vapor nas condições finais?
11. O estado de 1 lb de vapor d’água é mudado de vapor saturado a 20 psia para vaporsuperaquecido a 50 psia e

1000oF. Quais serão suas variações de entalpia e entropia?

12. Um sistema bifásico formado por água líquida e vapor d’água com volumes iguais está a 8000 kPa. Se o volume

total é de 0,15 m3, calcule a entalpia e entropia do sistema.

13. Uma mistura de líquido e vapor d’água a uma temperatura de 300 C ocupa um volume de 0,05 m . As massas do

o

3

líquido evapor saturados são de 0,75 kg e 2,26 kg, respectivamente. Qual o volume específico da mistura, em m3/kg?
14. Considere uma massa de vapor d’água saturado a 60 C. Qual a pressão necessária para que o volume específico da
o

água seja igual a 110% do volume específico do vapor saturado a esta temperatura?
15. Uma bomba de alimentação de uma caldeira fornece 0,05 m /s de água a 240 C e 20 MPa. Quala vazão mássica,
3 o

em kg/s? Qual será o erro percentual se no cálculo forem utilizadas as propriedades da água no estado de líquido saturado a 240oC? Qual será o erro percentual se no cálculo forem utilizadas as propriedades da água no estado de líquido saturado a 20 MPa?
16. Uma panela de pressão (recipiente fechado) contém água a 100 C e o volume ocupado pela fase líquida é 1/10
odaquele ocupado pela fase vapor. A água é, então, aquecida até que a pressão atinja 2,0 MPa. Calcule a temperatura final do processo e a nova relação entre os volumes das fases.

Departamento de Engenharia e Arquitetura Curso: Engenharia Química Disciplina: Fundamentos de Processos Químicos – EEQ020 Professores: Paulo Guimarães
17. Vapor d’água superaquecido, inicialmente a P1 e T1, expande-se...
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