Água a 500 kPa e título de 20 \% é aquecida isobaricamente. Se o estado final for de vapor superaquecido a 300^{\circ} \mathrm{C}, determinar:
a)os volumes específicos das fases líquida e vapor no estado inicial;
b)o volume específico inicial;
c)o volume específico final.

Passo 1

O enunciado diz que temos água a pressão constante de 500\\ \text{kPa} no estado saturado com título x=0{,}20 (ou 20\%), e ela é aquecida isobaricamente até se tornar vapor superaquecido a 300\\ ^\circ\mathrm{C}. Para resolver precisamos usar tabelas de água saturada (para obter v_f e v_g a 500\\ \text{kPa}) e tabela de vapor superaquecido (para obter v a p=500\\ \text{kPa} e T=300\\ ^\circ\mathrm{C}).

Passo 2

Na tabela de vapor saturado a p=500\\ \text{kPa} (ou 0{,}5\\ \text{MPa}) encontramos:
v_f = 0{,}001093\\ \text{m}^3/\text{kg}, \qquad v_g = 0{,}37490\\ \text{m}^3/\text{kg}.

Passo 3

O volume específico inicial v_1 num estado bifásico com título x é dado por
v_1 = (1 - x)\,v_f + x\,v_g.
Substituindo x=0{,}20, v_f e v_g:
v_1 = (1 - 0{,}20)\times 0{,}001093 + 0{,}20\times 0{,}37490 = 0{,}0008744 + 0{,}074980 = 0{,}07585\\ \text{m}^3/\text{kg}.

Passo 4

No estado final temos vapor superaquecido a p=500\\ \text{kPa} e T=300\\ ^\circ\mathrm{C}. Consultando a tabela de vapor superaquecido para essas condições, obtemos
v_2 = 0{,}25795\\ \text{m}^3/\text{kg}.

Resposta

a) v_f = 0{,}001093\\ \text{m}^3/\text{kg} e v_g = 0{,}37490\\ \text{m}^3/\text{kg}.
b) v_1 = 0{,}07585\\ \text{m}^3/\text{kg}.
c) v_2 = 0{,}25795\\ \text{m}^3/\text{kg}.

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