Question

Qual é a massa de vapor,inicialmente a 130˚C,necessária para aquecer 200g de água de 20˚C a 50˚C?Dados: c água= 1 cal/(g.˚C)c vapor=0,50 cal/(g.˚C)Lv=540 cal/g.

Answer 1

M: massa de vapor
m: agua líquida
c: calor específico d'agua líquida
C: calor específico d'água vapor
Lv: calor latente de vaporização

Obs: usaremos a notação de que calor que entra no sistema (esquenta) é positivo e calor que sái do sistema (esfria) é negativo, portanto o calor de liquefação é negativo.

Queremos calcular o valor MÍNIMO da massa de vapor para se atingir o equilíbrio entre água líquida (inicialmente à 20ºC) e vapor d'água (inicialmente à 130ºC). Sabe-se que no equilíbrio as temperaturas são iguais (50ºC) e que nenhuma energia é perdida. Então temos:

ΣQ = 0 
⇔ Q(aquecimento d'água líquida) + Q(resfriamento do vapor) + Q(liquefação do vapor) + Q(resfriamento d'água liquefeita) = 0
⇔ mcΔT1 + MCΔT2 - MLv + McΔT3 = 0 
⇔ 200x1x(50-20) + Mx0,50(100-130) - 540Lv + Mx1(50-100)
⇔6000 - 605M = 0
⇔M = 9,92g