Determinar o estado da água nos casos abaixo:
10 Mpa e
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10 Mpa e
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente “determinar o estado da água” quando a pressão é 10 MPa e o volume específico é 0,01 m³/kg. Isso cai na matéria de Termodinâmica (propriedades da água/vapor) e a gente vai usar as tabelas de água saturada para comparar nosso volume específico com os valores de líquido saturado (vf) e vapor saturado (vg).
Passo 2
Anotando o que temos:
- Pressão P = 10 MPa
- Volume específico v = 0,01 m³/kg
Queremos ver se isso é líquido comprimido, vapor superaquecido ou mistura (saturada). Para isso consultamos a tabela de água saturada (por exemplo a Tabela A-4).
Passo 3
Na tabela de água saturada, pra P = 10 MPa:
- vf (volume do líquido saturado) ≃ 0,00101 m³/kg
- vg (volume do vapor saturado) ≃ 0,1944 m³/kg
Também aparece a temperatura de saturação Tsat ≃ 311 °C, mas o que importa agora são vf e vg.
Passo 4
Comparamos nosso v = 0,01 m³/kg com vf e vg:
vf = 0,00101 < v = 0,01 < vg = 0,1944
Ou seja, v está entre vf e vg. Isso significa que a água está numa mistura saturada (parte líquido e parte vapor), não é só líquido comprimido e nem só vapor.
vf = 0,00101 < v = 0,01 < vg = 0,1944
Ou seja, v está entre vf e vg. Isso significa que a água está numa mistura saturada (parte líquido e parte vapor), não é só líquido comprimido e nem só vapor.
Passo 5
Para achar o título (fração mássica de vapor) x, usamos:
Substituindo:
$$x = \frac{0,01 - 0,00101}{0,1944 - 0,00101}
= \frac{0,00899}{0,19339}
\approx 0,0465$$
Ou seja, cerca de 4,65% da massa está em vapor.
Ou seja, cerca de 4,65% da massa está em vapor.
Resposta
A água está em mistura saturada (liquido+vapor) à pressão de 10 MPa, com título (fração de vapor) x ≃ 0,0465 (4,65%).