Considerando a água como substancia pura determine as propriedades para os estados abaixo e esboce os pontos em um diagrama Pv qualitativamente.
Pressão <br>
|
Temperatura <br>
|
V. Específico <br>
|
Entalpia <br>
|
Título | Estado | |
---|---|---|---|---|---|---|
a | 850 | 0,2 | ||||
b | 330 | 0,001561 | ||||
c | 200 | 1,78139 | ||||
d | 300 | 220 | ||||
e | 800 | 160 | ||||
f | 100 | 0,5 | ||||
g | 325 | Vapor Saturado | ||||
h | 200 | 2855,37 | ||||
i | 190 | 1000 | ||||
j | 100 | 0,99 | ||||
k | 300 | 3062 | ||||
l | 1254,4 | Líquido saturado | ||||
m | 40 | 70 | ||||
n | 370 | 2000 | ||||
o | 525 | 1 | ||||
p | 600 | 0,39383 | ||||
q | 300 | 3050 | ||||
r | 900 | 0,5 | ||||
s | 5 | 450 | ||||
t | 850 | 170 | ||||
u | 200 | 300 | ||||
v | 1500 | 0,5 | ||||
x | 30000 | 610 | ||||
z | 2000 | 0,18 |
Passo 1
Beleza, então a gente tem aqui um exercício de termodinâmica que envolve as propriedades da água em diferentes estados. A ideia é preencher uma tabela com informações como pressão, temperatura, volume específico, entalpia, título e estado da água em cada situação. Depois, a gente também vai esboçar esses pontos em um diagrama Pv (Pressão vs Volume) de forma qualitativa. Pra resolver isso, vamos precisar entender como funcionam as propriedades da água, usar tabelas de vapor ou diagramas para encontrar os valores que faltam e saber identificar se a água está em estado líquido, vapor ou em uma mistura dos dois (saturado).
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que cada coluna da tabela representa:
- Pressão (kPa): A força que o vapor exerce sobre as paredes do recipiente.
- Temperatura (°C): Como o calor está distribuído na água.
- Volume Específico (m³/kg): O espaço que um quilograma de água ocupa.
- Entalpia (kJ/kg): A energia total da água em determinado estado.
- Título (qualidade): A fração da mistura que está em forma de vapor.
- Estado: Indica se a água está em estado líquido, vapor saturado ou outra condição.
Passo 3
Vamos começar preenchendo os estados que já têm algumas informações:
Estado a
- Pressão: 850 kPa
- Volume Específico: 0,2 m³/kg
Como resolver:
- Com a pressão conhecida, consultamos uma tabela de vapor para 850 kPa.
- Encontramos a temperatura correspondente e verificamos se o volume específico está na região líquida, vapor saturado ou supercrítica.
- Preenchemos a temperatura e o estado com base nos dados encontrados.
Estado b
- Temperatura: 330°C
- Volume Específico: 0,001561 m³/kg
Como resolver:
- Com a temperatura de 330°C, consultamos a tabela de vapor para essa temperatura.
- Encontramos a pressão correspondente e verificamos o estado da água.
- Preenchemos a pressão e o estado.
Passo 4
Vamos resolver um exemplo completo para entender melhor:
Estado g
- Temperatura: 325°C
- Estado: Vapor Saturado
Passos:
- Identificar a condição: Vapor saturado significa que a água está na linha de saturação entre líquido e vapor.
- Encontrar a pressão: Usamos a tabela de vapor para 325°C. Na tabela, encontramos a pressão correspondente para a água saturada a essa temperatura.
- Determinar o volume específico e a entalpia: Ainda na tabela, buscamos os valores de volume específico e entalpia para água saturada vapor a 325°C.
- Preencher os valores na tabela: Com os dados obtidos, completamos as colunas faltantes.
Passo 5
Estado l
- Pressão: 1254,4 kPa
- Estado: Líquido Saturado
Passos:
- Identificar a condição: Líquido saturado indica que a água está na linha de saturação, próxima do ponto de ebulição.
- Encontrar a temperatura: Consultamos a tabela de vapor para 1254,4 kPa e encontramos a temperatura correspondente para líquido saturado.
- Determinar o volume específico e a entalpia: Usamos a tabela para obter esses valores para líquido saturado a essa pressão.
- Preencher os valores faltantes na tabela.
Passo 6
Após preencher todos os estados seguindo esses passos, vamos esboçar os pontos no diagrama Pv. No eixo horizontal, colocamos o volume específico (m³/kg) e no eixo vertical, a pressão (kPa). Cada ponto representará um estado da água com suas respectivas propriedades. Por exemplo, estados com maior volume específico estarão para a direita no gráfico, e com maior pressão, mais acima.
Resposta
Seguindo os passos acima, preenchemos a tabela com todas as propriedades faltantes para cada estado da água e esboçamos os pontos correspondentes no diagrama Pv qualitativo.