Água a 120^circ C e título 25 % tem sua temperatura aumentada em 20^circ C num processo isocórico. Determine a pressão e o título finais.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o enunciado diz e o que a gente precisa pra desenrolar a parada.
Temos água a 120 °C, numa mistura líquido–vapor com título (qualidade) inicial v = vf + x,(vg - vf). Aí a gente esquenta mais 20 °C, ou seja, vai pra 140 °C, mas faz isso num processo isocórico (volume específico constante).
Conteúdo: Termodinâmica de uma mistura saturada, propriedade de vapor saturado e qualidade.
O que precisamos:
  1. Usar fórmulas de volume específico de mistura
  2. Tabelas de saturação (steam tables) pra ler , e nas temperaturas dadas.
  3. Como é isocórico, . Daí a gente acha a nova qualidade e a pressão de saturação em 140 °C.

Passo 2

Calcular o volume específico inicial vf(120,° C) = 0,001060 m^3/kg, vg(120,° C) = 0,89078 m^3/kg .
Na tabela de saturação a 120 °C temos (valores típicos):
v1 = vf + x1,(vg - vf) = 0,001060 + 0,25,(0,89078 - 0,001060) = 0,001060 + 0,25cdot0,88972 approx 0,22347 m^3/kg
A qualidade inicial é . Logo:

Passo 3

Agora, como o volume específico não muda ( vf(140,° C) = 0,001061 m^3/kg, vg(140,° C) = 0,39285 m^3/kg, Prm sat(140,° C) = 361,5 kPa ) e a temperatura final é 140 °C, vamos buscar na tabela de saturação a 140 °C:
0,001061 < v2=0,22347 < 0,39285,
Repare que
então continua mistura líquido–vapor.

Passo 4

Calcular a nova qualidade x2 = v2 - vf(140)vg(140) - vf(140) = 0,22347 - 0,0010610,39285 - 0,001061 = 0,2224090,391789 approx 0,568 usando :

Resposta

Pressão final e qualidade final .

Exercícios relacionados