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Questão FC288048

Um tanque rígido, termicamente isolado, está conectado a duas tubulações, ambas equipadas com válvulas. Uma dessas tubulações é uma linha com vapor d’ água a 1000 kPa e 600 K. A ou

Engenharia Química

IDECAN · 2015

Um tanque rígido, termicamente isolado, está conectado a duas tubulações, ambas equipadas com válvulas. Uma dessas tubulações é uma linha com vapor d’ água a 1000 kPa e 600 K. A outra é uma linha conectada a uma bomba de vácuo. As duas válvulas estão inicialmente fechadas. A válvula para a bomba de vácuo é então aberta lentamente, de modo a evacuar o tanque por completo. Essa válvula é então fechada. A seguir, abre‐se lentamente a válvula da linha de vapor permitindo a entrada cuidadosa de vapor para o tanque evacuado, até que a pressão deste esteja equalizada à pressão da linha de vapor.

 

 

Para o processo descrito, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

 

(   ) O tanque é um sistema aberto estacionário.

 

(   ) O balanço geral de energia pode ser representado pela equação UT2 − 0= − ( Hsai – Hentra).

 

(   ) Há transferência de calor no processo.

 

(   ) Inicialmente, não há massa no sistema, de modo que UT1 = 0.

 

A sequência está correta em

  1. F, F, V, V.
  2. V, F, F, V.
  3. F, V, F, V.
  4. F, F, V, F.
  5. V, V, F, F.
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Gabarito

Certo

Comentário do professor

A sequência F, V, F, V é correta pelo seguinte raciocínio.

Falso para a primeira: o tanque é um sistema fechado quanto às fronteiras fixas, porém a massa dentro varia durante o processo (evacuação e preenchimento), logo o processo é não estacionário.

Verdadeiro para a segunda: o tanque é termoisolado e rígido, sem trabalho de deslocamento adicional e desprezando variações de energia cinética/potencial; assim o balanço geral fica \(U_{T2}-0=-(H_{sai}-H_{entra})\), ou equivalentemente a variação de energia interna é dada pela entalpia trazida/retirada pelas correntes de massa.

Falso para a terceira: não há troca de calor com o ambiente (isolamento térmico), portanto não ocorre transferência de calor no processo.

Verdadeiro para a quarta: como o tanque foi completamente evacuado antes do enchimento, a energia interna inicial é nula, \(U_{T1}=0\).

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