Panela de pressão

Uma panela de pressão contem 3,50kg de vapor de agua a 100ºC. A panela é de aço inox (tem condutividade térmica: k=17,0W/m.ºC) e tem formato aproximadamente cilíndrico, de raio 15,0cm e a altura de 34,0cm. A sua espessura é de 0,750cm e o exterior está a 20,0ºC. Calcule:

a) O fluxo de calor da panela para o exterior, enquanto esta tiver vapor, assumindo que todo ste fluxo se dá por condução. A área da superfície de um cilindro: A=2PiR(R+h), com R o raio da base r h a altura.

b) o tempo que demorará a condensar todo o vapor na panela.

c) a energia perdida pela água, desde o momento em que o vapor acaba de condensar até que fique em equilíbrio térmico com o exterior.

desde já grato pela atenção

José Gonçalves

exercício de panela de pressão tá criando dificuldade, não sei por onde começar. alguém pode dar uma dicazinha.

JGonçalves

Caro Euclides, embora neste problema possa continuar a consultar o material didático, que não consigo chegar a bom porto, será que não encontra por aí umas formulas que possam ser aplicadas a esta panela de pressão?

Atenciosamente
JGonçalves

a) O fluxo de calor da panela para o exterior, enquanto esta tiver vapor, assumindo que todo ste fluxo se dá por condução. A área da superfície de um cilindro: A=2PiR(R+h), com R o raio da base r h a altura.

calcule a área da panela usando a fórmula fornecida. O fluxo de calor em regime estacionário é



b) o tempo que demorará a condensar todo o vapor na panela.

1- Multiplicando o fluxo pela área total da panela você encontra a perda de calor por segundo .

2- calcule quanto calor o vapor deve perder até se liquefazer completamente:



3- o tempo será:



c) a energia perdida pela água, desde o momento em que o vapor acaba de condensar até que fique em equilíbrio térmico com o exterior.

basta calcular a quantidade de calor para o vapor ir de 100°C para 20°C

1)a A=2pi.R (R+h)----»2pi.15(15+34)= 4618cm^2

 A base=pi.r^2----»pi.15^2 =225pi
A altura=(2pi.15).34---»30pi.34=1020pi
A Total= 2.(225pi) +(1020pi) =1470pi = 4618cm^2
Q=K . Delta t/L
Q= 17w/mºc . 80ºc/0,750cm =1813 j/s.m^2

2) Qt= Q . A---» Q= 1813,3J/s.m x4618cm ---»Qt=8374 cal/s

Q=m.Lv-----» Q = 3.50kg x 2256Kj = 7896Kj

Delta t=Q/Qt ----» Delta t = 7896kj/8374cal/s = 1,06 s

3) Q= Lv.m(Tf - Ti)-----» Q= 2256 .3.50kg(20ºc - 100ºc) ----» Q=2256 x 3.50kg(-80ºc) = 631680 J

ou será?
Q=4187 X 3.50kg(-80ºc) = 1172360 J

Caríssimo Euclides, gostava de saber a sua opinião, sobre as formulas utilizadas e os resultados obtidos.


Cumprimentos
JGonçalves

Lamento não vou conferir suas contas.

ok,  agradeço outra vez a sua disponibilidade.

Cumps 
JGonçalves