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.
: Fase
; T=
;
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.
- Para uma certa pressão
, existe uma temperatura de saturação . - Nessa pressão, o volume específico do líquido saturado é
e o do vapor saturado é . - 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
:
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
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: .
Temperatura: