Água inicialmente com título igual a 0,9 e pressão igual a 1 MPa sofre um processo a volume constante até atingir a pressão de
. Determine a temperatura e o volume específico da água no início do processo e a temperatura, volume específico e título da água ao término do processo. Resp.
,
е
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão tá pedindo. A gente tem água com título (que é a fração de vapor na mistura) igual a 0,9 e pressão inicial de 1 MPa. Essa água passa por um processo onde o volume não muda até a pressão chegar a 0,5 MPa. Precisamos descobrir:
-
No início do processo:
- Temperatura (
) - Volume específico (
)
- Temperatura (
-
No final do processo:
- Temperatura (
) - Volume específico (
) - Título (
)
- Temperatura (
Para resolver isso, vamos usar as tabelas de propriedades da água (tabelas termodinâmicas) e aplicar o conceito de processo a volume constante.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar as propriedades na condição inicial. Sabemos que:
- Pressão inicial (
) = 1 MPa - Título inicial (
) = 0,9
Com a pressão e o título, podemos encontrar a temperatura e o volume específico usando as tabelas de vapor.
Consultando a tabela para
MPa:
Encontramos:
- Temperatura de saturação (
) = 179,91°C - Volume específico do líquido saturado (
) = 0,001157 m³/kg - Volume específico do vapor saturado (
) = 0,1944 m³/kg
Agora, usamos a fórmula do título:
Substituindo:
Aproximando:
Então, no início:
Passo 3
Agora, vamos para as condições finais. Sabemos que o processo é a volume constante, ou seja,
, e a pressão final (
) = 0,5 MPa.
Com
e
, precisamos encontrar a temperatura (
) e o título (
).
Consultando a tabela para
MPa:
Encontramos:
- Temperatura de saturação (
) = 151,86°C - Volume específico do líquido saturado (
) = 0,001157 m³/kg - Volume específico do vapor saturado (
) = 0,3926 m³/kg
Usamos novamente a fórmula do título, mas agora resolvendo para
:
Aproximando:
Então, no final: