Quando um líquido evapora, passa por um processo onde

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• o líquido aquece até à temperatura de evaporação

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• o líquido evapora à temperatura de evaporação ao mudar de estado de fluido para gás

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• o vapor aquece acima da temperatura de evaporação – sobreaquecimento

O calor transferido para uma substância quando a temperatura muda é frequentemente referido como calor sensível. O calor necessário para mudar de estado como evaporação é referido como calor latente de evaporação.

O vapor mais comum é a água evaporada – vapor ou úmido.

Entalpia

Entalpia de um sistema é definida como a massa do sistema – m – multiplicada pela entalpia específica – h – do sistema e pode ser expressa como:

H = m h (1)

where

H = Entalpia (kJ)

m = massa (kg)

h = específica Entalpia (kJ/kg)

Enthalpia específica

Entalpia específica é uma propriedade do fluido e pode ser expressa como:

h = u + p v (2)

where

u = energia interna (kJ/kg)

p = pressão absoluta (N/m2)

v = volume específico (m3/kg)

Parte do vapor de água – vapor – propriedades podem ser expressas em uma tabela como:

Para tabela completa com Enthalpy e Entropia – gire a tela!

• s é a entropia do vapor
• sufixo – f – referir-se ao líquido saturado
• sufixo – g – referir-se ao vapor saturado – vapor

Energia interna – u – pode ser calculada a partir de (2) e é frequentemente omitida em tabelas. vf – muda muito pouco e também é frequentemente omitido.

• 1) referir-se ao vácuo absoluto.
• 2) referir-se à água fervendo na atmosfera padrão.
• 3) referir-se ao ponto crítico de água. Para pressões acima do ponto crítico não há transição definida de líquido para vapor.

Enthalpia específica de água saturada

Entalpia específica de água saturada – hf – pode ser obtida a partir das tabelas como acima. O valor depende da pressão.

Para água saturada na atmosfera padrão – 2) – a entalpia específica – hf – é de 419 kJ/kg. Em atmosfera padrão – 1 bar (14.7 psi) – a água começa a ferver a 100 oC (212 oF).

A entalpia específica da água (em unidades SI) pode ser calculada de:

hf = cw (tf – t0) (3)

where

hf = entalpia da água (kJ/kg)

cw = água quente específica (4.19 kJ/kg.oC)

tf = temperatura de saturação (oC)

t0 = temperatura de referência = 0 (oC)

Entalpia específica de vapor saturado

Entalpia específica de vapor saturado – hg – pode ser obtida a partir de tabelas como acima. O valor depende da pressão.

Para vapor saturado em atmosfera padrão – 2) – a entalpia específica – hg – é 2676 kJ/kg.

A entalpia específica de evaporação pode ser calculada de:

he = hg – hf (4)

where

he = entalpia específica de evaporação (kJ/kg)

Entalpia específica de evaporação para água em atmosfera padrão é:

he = (2676 kJ/kg) – (419 kJ/kg)

= 2257 (kJ/kg)

Exemplo – (419 kJ/kg) Energia para Evaporar Água

A energia para evaporar uma certa quantidade de água pode ser calculada como

Q = he m (4b)

where

Q = energia de evaporação (kJ)

m = massa de água (kg)

A energia para evaporar 5 kg de água à pressão atmosférica pode ser calculado como

Q = (2257 kJ/kg) (5 kg)

= 11285 kJ

Entalpia específica do vapor superaquecido

A entalpia específica do vapor superaquecido pode ser calculada a partir

hs = hg + cps (ts – tf) (5)

where

hs = Entalpia do vapor superaquecido (kJ/kg)

cps = calor específico do vapor a pressão constante = 1.860 (kJ/kg oC)

tf = temperatura de saturação (oC)

ts = temperatura do vapor superaquecido (oC)

cps = 1.860 (kJ/kg oC) à atmosfera padrão. Esteja ciente de que cps varia com a temperatura.

Unidades Comuns para Enthalpy Específica

• 1 kJ/kg = 1000 J/kg
• 1 erg/g = 1E-4 J/kg
• 1 Btu/lbm = 2326 J/kg
• 1 cal/g = 4184 J/kg