Determine a fase e as propriedades que faltam dentre P, T, v, e x para os seguintes casos:
H2 O, v=0,2 m^3 / kg e x=0,5

Passo 1

Beleza, o enunciado manda: “Para água, com v = 0,2 m³/kg e qualidade x = 0,5, determine a fase e as demais propriedades que faltam (P, T e e).”
Conteúdo: Termodinâmica de fluidos puros, região de mistura saturada, uso de tabelas de água saturada e interpolação linear. Vamos precisar dos dados de nas tabelas de água saturada.

Passo 2

Primeiro cheque a fase. Como a qualidade v ;=; vf + x,(vg - vf);=;vf + x,vfg , o fluido está na região de mistura líquido–vapor (saturado). Nessa região vale:
Aqui e são, respectivamente, os volumes específicos do líquido saturado e do vapor saturado à mesma temperatura de saturação .

Passo 3

A gente quer achar a temperatura de saturação v = vf(Tsat) + x,l[vg(Tsat) - vf(Tsat)r] = 0,2 tal que
vfg,,req = v - vfx = 0,2 - 0,001020,5 = 0,39796;m³/kg
Nas tabelas de água saturada (valores aproximados):
T (°C) | Tsat approx 140 + 0,40581 - 0,397960,40581 - 0,39173times10 approx 140 + 0,007850,01408times10 approx 145,6,°C (m³/kg) | (m³/kg) |
140 | 0,00102 | 0,40683 | 0,40581
150 | 0,00109 | 0,39282 | 0,39173
Calculamos o necessário:
³
Entre 140 °C e 150 °C, o varia de 0,40581 para 0,39173. Fazendo interpolação linear para achar :

Passo 4

Agora descobrimos também a pressão de saturação correspondente a 145,6 °C, interpolando entre as pressões de 140 °C (0,3615 MPa) e 150 °C (0,4763 MPa):
Psat approx 0,3615 + 145,6 - 14010,(0,4763 - 0,3615) approx 0,3615 + 0,56times0,1148 approx 0,425,MPa
Por fim, para a energia interna e = uf + x,(ug - uf) = uf + x,ufg , usamos
e approx 417,5 + 0,5times2135 = 417,5 + 1067,5 = 1485,kJ/kg;(aprox)
Nas tabelas (aprox.):
T (°C) | (kJ/kg) | (kJ/kg) |
140 | 417,45 | 2523,9 | 2106,45
150 | 417,51 | 2582,4 | 2164,89
Interpolando em 145,6 °C dá e , então

Resposta

Fase: mistura líquido–vapor (saturado)
Temperatura de saturação:
Pressão de saturação:
Energia interna:

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