Trmodinamica

ETAPA N° 2

Passo 1 – Com auxilio de uma tabela de vapor d’água encontre a pressão e o volume especifico dentro da panela quando á água entrar em ebulição a 120ºC.

Água em ebulição a 120 ºC

Pressão: 198,5 kPa

Vl = 0,001060

Vv = 0,89186

Passo 2 – Uma panela padrão de 5 litros é projetada para ter uma saída de vapor pela válvula principal quando atingir a pressão igual à pressão de água saturada á 120°C. A válvula tem um diâmetro interno de 0,3 cm, quais as dimensões (altura, largura e densidade) do pino na válvula principal?

Pressão da água saturada a 120 ºC = 198,5 kPa

Pressão Atmosférica = 101 kPa

Área interna da válvula = 7,068x10-6

P=(m . g)/A 97,8 = (m . 9,8)/ 7,068x10-6 6,8913x10-4 = m . 9,8 m = 7,031x10-5

Densidade ( considerando pino em Al) = 2700 Kg/m³

D= m /V 2700 = 7,031x10-5 / V V= 2,604 x10-8 m³

Considerando volume do pino (cilindro)

V= A.h 2,604 x10-8 = 7,068x10-6 x h h = 4,684 x10-3 m

DN do pino = 7,068x10-6 m

Altura do pino = 4,684 x10-3 m

Densidade do Pino

Passo 3 – A válvula de segurança tem que suportar uma força 25% maior que

a força exercida sobre a válvula principal, superado esse valor ela se rompe deixando o vapor sair e consequentemente baixando a pressão interna na panela. Caso a válvula central estiver obstruída qual a temperatura da água no interior da panela imediatamente antes da válvula de segurança romper?

Explique o que aconteceria se a válvula principal e a válvula de segurança estejam obstruídas. Imediatamente após a explosão teria água dentro da panela? Justifique suas respostas.

Pressão que a válvula de segurança suporta:

198,5 + 25% = 248,125 kPa

Conforme tabela, a temperatura da água no interior da panela imediatamente antes da válvula de segurança romper é de aproximadamente 127 ºC.

Caso a válvula de segurança e a válvula principal estivessem obstruídas, o resultado após a explosão dependeria da quantidade inicial de água dentro da panela. Se a panela estivesse inicialmente com grande volume de água, ainda haveria água após a explosão. Pois, devido ao vapor ocupar maior volume que a água não seria possível a evaporação completa.

Se inicialmente a panela estivesse com pequeno volume de água restaria somente vapor após a explosão.

Passo 4 - Atualmente, esse recipiente é empregado não só nas tarefas domésticas, mas também nos hospitais

(sob a forma de autoclaves para esterilizar material cirúrgico). Para essa função é necessário que o vapor atinja 150ºC, projete uma autoclave simples com a finalidade de atender as exigências mínimas de temperatura. (Calcule a pressão, dimensione o volume interno do autoclave e a massa de água a ser utilizada no processo).

ETAPA N° 3

Passo 1 – Um tanque com volume interno de 1 m3 contém propano a 20ºC e pressão de 101kPa. Qual a massa de propano contida no tanque?

Tem-se que:

P = 101 kPa

V = 1m3

T = 20ºC = 293,15K

= 0,18855 kJ/kgK

Portanto:

Passo 2 – Uma esfera oca de metal, com diâmetro interno de 150 mm é pesada inicialmente vazia e pesada novamente quando carrega de um certo gás a 875 kPa. A diferença entre as leituras