Complete a tabela seguinte para a água
Item P (kPa) (\mathrm{T}\left({ }^{\circ} \mathrm{C}\right)) v ( (\mathrm{m}^{3} / \mathrm{kg}) ) x
6a 500 20
b 500 0,20
c 1400 200
d 300 0,8
Item 6a: P (kPa) = 500, T (°C) = 20

Passo 1

Estamos trabalhando com propriedades da água usando tabelas de vapor: tabelas de líquido saturado, vapor saturado e vapor superaquecido. Precisamos identificar o estado (sub-resfriado, saturado ou superaquecido), obter ou interpolar valores de v nessas tabelas e calcular a qualidade x quando houver mistura de líquid o+vapor.

Passo 2

Item 6a: P=500\\ \mathrm{kPa} e T=20^\circ\mathrm{C}. A temperatura de saturação a 500\\ \mathrm{kPa} é
T_\mathrm{sat}=151{,}83^\circ\mathrm{C},
e como T<T_\mathrm{sat}, temos líquido comprimido (sub‐resfriado). O volume específico de líquido comprimido pode ser aproximado por v_f à 20^\circ\mathrm{C}:
v\approx v_f(20^\circ\mathrm{C})=0,001002\\ \mathrm{m^3/kg}.
Não se define qualidade neste estado.

Passo 3

Item 6b: P=500\\ \mathrm{kPa}, dado v=0,20\\ \mathrm{m^3/kg}. Como
v_f(500\\ \mathrm{kPa})=0,001091\\ \mathrm{m^3/kg},\quad v_g(500\\ \mathrm{kPa})=0,37490\\ \mathrm{m^3/kg},
vemos que v_f<v<v_g, ou seja, mistura saturada à pressão de 500\\ \mathrm{kPa}. A temperatura é a de saturação
T=151{,}83^\circ\mathrm{C}.
A qualidade é
x=\frac{v-v_f}{v_g-v_f} =\frac{0,20-0,001091}{0,37490-0,001091} \approx0,533.

Passo 4

Item 6c: P=1400\\ \mathrm{kPa} e T=200^\circ\mathrm{C}. A temperatura de saturação a 1400\\ \mathrm{kPa} é
T_\mathrm{sat}=195{,}83^\circ\mathrm{C}.
Como T>T_\mathrm{sat}, o vapor está superaquecido. Da tabela de vapor superaquecido em 1{,}4\\ \mathrm{MPa} e 200^\circ\mathrm{C} obtemos
v\approx0,14\\ \mathrm{m^3/kg}.
Não há qualidade neste estado puro de vapor.

Passo 5

Item 6d: T=300^\circ\mathrm{C} e x=0,8. A pressão de saturação a 300^\circ\mathrm{C} é
P_\mathrm{sat}=85{,}84\\ \mathrm{bar}=8584\\ \mathrm{kPa}.
Das tabelas de líquido e vapor saturado a 300^\circ\mathrm{C}:
v_f=0,003155\\ \mathrm{m^3/kg},\quad v_g=0,25795\\ \mathrm{m^3/kg}.
O volume específico da mistura é
v=v_f+x\,(v_g-v_f) =0,003155+0,8\,(0,25795-0,003155) \approx0,2070\\ \mathrm{m^3/kg}.

Resposta

6a: v=0,001002\\ \mathrm{m^3/kg}, qualidade não se aplica (líquido comprimido)
6b: T=151{,}83^\circ\mathrm{C}, x=0,533
6c: v=0,14\\ \mathrm{m^3/kg}
6d: P=8584\\ \mathrm{kPa}, v=0,2070\\ \mathrm{m^3/kg}

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