Cesgranrio Petrobras 2014 Física · Primeira lei da termodinâmica também em Física · Mudanças de estado físico
Questão 43
No sistema abaixo apresentado, água líquida saturada atravessa uma válvula.

Considerando as correntes de entrada e saída, a mudança da condição da corrente deve-se, sobretudo, ao fato de o fluido
Resolução comentada
Situar o problema antes de calcular.
Assunto
Termodinâmica — primeira lei em volume de controle: estrangulamento (válvula) e vaporização por queda de pressão.
Objetivo
Conceitos para revisar
Válvula é estrangulamento
Uma válvula não tem eixo, logo não troca trabalho, e o fluido passa por ela rápido demais e por uma área pequena demais para trocar calor com o ambiente. A válvula não aquece nem esfria ninguém: ela só derruba a pressão.
Primeira lei em regime permanente
Por unidade de massa, desprezando energia cinética e potencial. Com calor e trabalho nulos, o estrangulamento é isentálpico: a entalpia é a mesma dos dois lados da válvula.
Título (fração de vapor)
Saída com título \(0{,}15\) significa líquido e vapor convivendo: a corrente está saturada, sobre a curva de saturação, e não em vapor superaquecido.
Na saturação, P e T andam juntos
Enquanto há líquido e vapor juntos, um valor de pressão manda no outro. É por isso que \(180\,^{\circ}\)C vem acompanhado de \(9{,}89\) atm. Se a pressão cai, a temperatura de saturação cai junto.
Quem paga o calor latente
Calor latente é o preço da vaporização, não a promessa de que alguém de fora vai pagá-lo. Sem fonte externa, quem paga é o próprio fluido, e ele esfria: é o suor evaporando na pele e o botijão gelando na saída do gás.
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