Com base nas Tabelas, para uma temperatura de 120^circ C, determine:
a) A pressão de saturação da água.
b) O volume específico e a entalpia específica para as fases de líquido saturado e de vapor saturado.
c) A variação de entalpia específica durante o processo de vaporização.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para a gente, usando as tabelas termodinâmicas da água, determinar alguns valores específicos para a água a uma temperatura de 120^circ C. Vamos precisar entender sobre pressão de saturação, volume específico, entalpia específica nas fases de líquido e vapor saturado, e a variação de entalpia durante a vaporização. Vou te explicar cada passo de forma bem tranquila.

Passo 2

a) Determinar a pressão de saturação da água a 120^circ C.
Primeiro, precisamos entender o que é pressão de saturação. É a pressão na qual a água muda de líquido para vapor (e vice-versa) a uma determinada temperatura. Para encontrar esse valor, consultamos as tabelas de propriedades da água que relacionam temperatura e pressão de saturação.
Consultando a tabela, vemos que para 120^circ C, a pressão de saturação da água é aproximadamente 198,5 , kPa.

Passo 3

b) Determinar o volume específico e a entalpia específica para as fases de líquido saturado e de vapor saturado a 120^circ C.
Vamos por partes:
  1. Volume específico ( v):
    • Líquido saturado ( vf): É o volume por unidade de massa da água na fase líquida.
    • Vapor saturado ( vg): É o volume por unidade de massa da água na fase vapor.
  2. Entalpia específica ( h):
    • Líquido saturado ( hf): Energia necessária para elevá-la até a temperatura de saturação.
    • Vapor saturado ( hg): Energia necessária para vaporizar a água a essa temperatura.
Consultando a tabela para 120^circ C:
  • Volume específico:
    • vf approx 0,001060 , m^3/kg
    • vg approx 0,8917 , m^3/kg
  • Entalpia específica:
    • hf approx 504,7 , kJ/kg
    • hg approx 2.540,5 , kJ/kg

Passo 4

c) Calcular a variação de entalpia específica durante o processo de vaporização a 120^circ C.
A variação de entalpia durante a vaporização, também conhecida como calor latente de vaporização ( De), é a diferença entre a entalpia do vapor saturado e a entalpia do líquido saturado:
De
Substituindo os valores que encontramos:
De

Resposta

a) A pressão de saturação da água a 120^circ C é de aproximadamente 198,5 , kPa.
b)
  • Volume específico:
    • Líquido saturado: vf approx 0,001060 , m^3/kg
    • Vapor saturado: vg approx 0,8917 , m^3/kg
  • Entalpia específica:
    • Líquido saturado: hf approx 504,7 , kJ/kg
    • Vapor saturado: hg approx 2.540,5 , kJ/kg
c) A variação de entalpia específica durante a vaporização a 120^circ C é de 2.035,8 , kJ/kg.

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