Em cada um dos casos a seguir, determine a fase da água, complete a propriedade que está faltando e represente o estado nos gráficos PV e TV.
P=900 kPa, widehatV=0,035 m^3 / kg : Fase ; T= ^circ C;

Passo 1

Beleza, então o enunciado diz: “Temos água a uma pressão de e volume específico . Precisamos descobrir em que fase ela está, completar a temperatura em °C e ainda mostrar esse ponto nos diagramas e . Isso é Termodinâmica de vapor d’água, em especial a análise de fases usando as propriedades de saturação.”

Passo 2

Primeiro, vamos entender a teoria de saturação.
  1. Para uma certa pressão , existe uma temperatura de saturação .
  2. Nessa pressão, o volume específico do líquido saturado é e o do vapor saturado é .
  3. Se o nosso cai entre e , estamos na região de mistura líquido–vapor (região “molhada”). Se , é sub-refrigerado (líquido comprimido); se , é superaquecido (vapor seco superaquecido).

Passo 3

Agora vamos buscar nos dados de tabela de vapor (Steam Tables) para vf approx 0,0011 < hat V = 0,035 < 0,2579 approx vg :
Comparamos:
Logo, está bem entre e . Isso nos diz que a água está em região de mistura líquido–vapor.

Passo 4

Conclusão sobre a fase e a temperatura:
  • Fase: mistura de líquido saturado + vapor saturado (região molhada).
  • Temperatura: vale a temperatura de saturação a essa pressão, ou seja T = Trm sat(900 kPa) approx 174,2 ^circ C

Passo 5

Como representar nos gráficos:
  • No diagrama : desenha a curva de saturação (a “campânula”), marca a linha horizontal em e coloca um ponto no volume . Ele estará dentro da campânula (região molhada).
  • No diagrama : faz o mesmo, mas agora a curva de saturação em e marca o ponto em , também dentro da campânula.

Resposta

Fase: mistura líquido–vapor (região molhada);
Temperatura: .

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