Atps de termodinamica

Etapa 1 :

Passo 1 – Calcular qual deve ser a pressão interna do globo.De acordo com a turbina construída por Hero,para efeito de curiosidade,era constituída por um globo,contendo água e, do qual,vapor fervente poderia escapar através de dois bocais como mostrado na figura.
Fogo colocado abaixo de um recipiente fervia a água e vapor escapava pelos tubos verticais, entrando no globo.Conforme o vapor era expelido pelos bocais, o globo era colocado em movimento giratório.Para que o globo gire é necessário uma força de 5N na extremidade de cada bocal, cada bocal tem o diâmetro de 0,5 cm.

DN do bocal: 0,5 cm = 0,005m
R do bocal: 0,0025m
A = π . r²
A= π. 0,0025² = 1,9635x10^-5
Considerando que são 2 tubos no globo:
1,9635x10^-5 x 2 = 3,927 x10^-5
P = F/A
P=5 / 3,927 x10-5 P =127.323 N/m² = 18,466 PSI

Passo 2 – Comparar a pressão exercida pelo vapor d’água sobre o globo, encontrada no passo 1,e a pressão interna de um pneu de carro (30PSI).

Fazendo a comparação entre o valor de pressão encontrado no passo anterior, podemos concluir que a pressão dentro do globo é menor do que a do pneu do carro.

Passo 3 – Calcular qual a fração em volume ocupada pelo vapor d’água, sabendo que o vapor de água dentro do globo está com uma titulação de 0,1 e adotando o valor de pressão encontrado no 1º passo.

Considerando pressão de 18,466 PSI ≅125 kPa temos:
V= VL+x.VV V= 0,001048 + 0,1. 1,37490 V=0,138538

Passo 4 – Calcular a temperatura que o vapor atinge quando iniciamos o movimento do globo, de modo que o globo inicialmente tem vapor de água superaquecido a 90º C e os bocais se encontram vedados.Adote a pressão encontrada no 1º passo.(dica: trate o problema como uma transformação gasosa).

P1 / T1 = P2/ T2
70,14/ 90 = 127,324 /T2