Água é transportada por uma tubulação de modo que existe um vácuo de 80 kPa numa localização particular. Qual é a temperatura máxima possível da água se Patm =92 kPa ?

Passo 1

Beleza, aqui o enunciado diz que a água está rolando dentro de um cano onde, em um ponto, há um “vácuo” de 80 kPa. A pressão atmosférica é 92 kPa. A gente quer saber: qual a temperatura máxima que essa água pode atingir ali sem começar a ferver?
Conteúdo: termodinâmica básica de vapor d’água – ponto de ebulição depende da pressão. Vamos precisar entender pressão absoluta e temperatura de saturação (tabela de vapor).

Passo 2

Primeiro, recortar a pressão absoluta naquele ponto. Como falaram “vácuo de 80 kPa” a partir do externo, temos:
Pabs = Patm - Pvácuo = 92,kPa - 80,kPa = 12,kPa á
Explicando: “vácuo” aí é só um valor abaixo da pressão ambiente.

Passo 3

Agora, teoria rápida:
  • A água começa a ferver (ou formar vapor) quando sua temperatura atinge a temperatura de saturação correspondente à pressão interna.
  • Essa temperatura de saturação é obtida nas tabelas de vapor saturado, que dão .
Ou seja, a temperatura máxima antes de ferver é exatamente aquela em que a pressão de vapor iguala 12 kPa.

Passo 4

Na tabela de vapor saturado (vapor d’água) você procura a linha onde Psat = 12,kPa longrightarrow Tsat approx 50^circC . Lá está listado aproximadamente:
Fazendo uma breve interpolação entre 10 kPa (45,8 °C) e 20 kPa (60,1 °C), chega-se perto de 50 °C.

Resposta

A temperatura máxima possível da água, antes de começar a ferver nesse ponto de 12 kPa, é cerca de 50 °C.

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