Determine a energia interna específica do vapor de água. Para:
Passo 1
Beleza, o problema pede pra gente descobrir a energia interna específica do vapor de água que está numa mistura saturada, dado que a pressão é P = 0,6 MPa e a qualidade (fração de vapor) é x = 95 %. Isso é conteúdo de Termodinâmica de Substâncias Puras, mais especificamente propriedades em mistura saturada. Para resolver, a gente vai precisar:
- Tabela de vapor saturado para achar a energia interna do líquido saturado
e do vapor saturado à pressão dada; - A definição de qualidade
e a fórmula de mistura para calcular .
Passo 2
Primeiro, vamos à tabela de vapor saturado à pressão de 0,6 MPa. Lá você encontra:
- Temperatura de saturação (só pra saber em que ponto estamos)
- Energia interna do líquido saturado:
- Energia interna do vapor saturado:
- Temperatura de saturação
- Energia interna do líquido saturado:
- Energia interna do vapor saturado:
Esses valores vêm direto da tabela; não tem fórmula mágica por trás, é dado experimental.
Passo 3
Agora, lembra que qualidade
é a fração de massa que está em fase de vapor:
Quando temos mistura saturada, a energia interna específica
é a média ponderada entre
e
:
Isso faz sentido porque a parte líquida traz
por quilo, e a parte vapor traz
por quilo.
Passo 4
Bora substituir:
Calculando passo a passo:
-
. -
-
- Somando:
Resposta
A energia interna específica do vapor de água, nas condições dadas, é aproximadamente