Considerando a água como substancia pura determine as propriedades para os estados abaixo e esboce os pontos em um diagrama Pv qualitativamente.
Pressão (kPa) | Temperatura
|
V. Específico (
|
Entalpia
|
Título | Estado | |
---|---|---|---|---|---|---|
r | 900 | 0,5 |
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem água (substância pura) e precisa descobrir, no estado “r”, a Temperatura, a Entalpia e o título (x), sabendo que a Pressão é 900 kPa e o Volume específico é 0,500 m³/kg. Isso é Termodinâmica de substância pura: a gente vai usar a tabela de água saturada pra ver se está na região líquida, vapor saturado ou superaquecido, e depois, se for superaquecido, usa a tabela de vapor superaquecido.
Passo 2
Primeiro, vamos ver na tabela de água SATURADA a 900 kPa (0,9 MPa):
• Temperatura de saturação: Tₛₐₜ ≃ 174,1 °C
• v_f (líquido saturado) ≃ 0,001127 m³/kg
• v_g (vapor saturado) ≃ 0,2136 m³/kg
• Temperatura de saturação: Tₛₐₜ ≃ 174,1 °C
• v_f (líquido saturado) ≃ 0,001127 m³/kg
• v_g (vapor saturado) ≃ 0,2136 m³/kg
Isso diz quais são os volumes específicos mínimo e máximo dentro da campânula de vaporização.
Passo 3
Comparamos o v dado (0,500 m³/kg) com v_f e v_g:
• 0,500 > v_g (0,2136) ⇒ estamos na região de VAPOR SUPERAQUECIDO (fora da campânula).
• 0,500 > v_g (0,2136) ⇒ estamos na região de VAPOR SUPERAQUECIDO (fora da campânula).
Passo 4
Agora, na tabela de VAPOR SUPERAQUECIDO a 900 kPa, encontramos dois pontos de referência:
– a 300 °C: v₁ = 0,383 m³/kg
– a 400 °C: v₂ = 0,5055 m³/kg
Queremos T tal que v = 0,500. Fazemos uma interpolação linear:
– a 300 °C: v₁ = 0,383 m³/kg
– a 400 °C: v₂ = 0,5055 m³/kg
Queremos T tal que v = 0,500. Fazemos uma interpolação linear:
Passo 5
Para achar a entalpia h, pegamos na mesma tabela:
– a 300 °C: h₁ ≃ 3062 kJ/kg
– a 400 °C: h₂ ≃ 3125 kJ/kg
Interpolamos de novo:
– a 300 °C: h₁ ≃ 3062 kJ/kg
– a 400 °C: h₂ ≃ 3125 kJ/kg
Interpolamos de novo:
Passo 6
Esboço qualitativo no diagrama P–v:
- Desenha a curva de saturação (campânula).
- Marca a reta de P = 900 kPa (horizontal).
- Fora da campânula, bem à direita, marca o ponto com v = 0,500 m³/kg.
Resposta
Temperatura ≃ 396 °C
Entalpia ≃ 3122 kJ/kg
Título x = não aplicável (vapor superaquecido)
Estado = vapor superaquecido
Entalpia ≃ 3122 kJ/kg
Título x = não aplicável (vapor superaquecido)
Estado = vapor superaquecido