Um cilindro contém água líquida e vapor em equilíbrio a 200 kPa .
(a) Qual é a temperatura de saturação da água nessa pressão?

Passo 1

Então, olha só o que o enunciado diz: temos um cilindro com água líquida e vapor em equilíbrio a 200 kPa. A pergunta é: “Qual é a temperatura de saturação da água nessa pressão?”
Conteúdo envolvido: equilíbrio de fases (líquido ↔ vapor) e propriedade de saturação. Para resolver, vamos precisar saber que, em condição de equilíbrio, a temperatura de saturação é funçãoda pressão de saturação . A forma mais prática é consultar a tabela de steam tables ou usar a relação de saturação.

Passo 2

Primeiro, o que é temperatura de saturação?
Quando água líquida e vapor coexistem em equilíbrio, a pressão e a temperatura não são independentes: existe uma curva de saturação . Inversamente, para cada pressão de saturação conhecida, há uma temperatura fixa chamada .

Passo 3

Existem duas maneiras principais de achar dPsatdT = LT,(vg - vf), para kPa:
a) Consultar diretamente uma tabela de propriedades termodinâmicas da água (steam tables).
b) Usar a equação de Clapeyron, que diz:
onde
é o calor latente de vaporização,
e são os volumes específicos do vapor e do líquido.
Mas calcular por Clapeyron exige integração e dados detalhados, então o jeito mais simples é mesmo a tabelinha.

Passo 4

Na steam table de água pura, buscamos a linha em que a pressão saturada seja 200 kPa (ou 0,200 MPa). Lá está registrado o valor de correspondente.

Passo 5

Olha o que aparece na tabela: para Tsat = 120,2 ^circC kPa, a temperatura de saturação é

Resposta

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