Determine a fase para as seguintes substâncias utilizando as tabelas termodinâmicas:
R-134a: T=10 { }^{\circ} \mathrm{C}, P=300 \mathrm{kPa}

Passo 1

O que o enunciado pede: determinar a fase (se é líquido comprimido/sub-resfriado, mistura saturada ou vapor superaquecido) da substância R-134a nas condições dadas.
Dados fornecidos: T=10^\circ\mathrm{C} e P=300\\ \mathrm{kPa}.

Passo 2

Qual é a ideia geral para decidir a fase (explicação didática):\n
  • As tabelas termodinâmicas de uma substância (como R-134a) dão, entre outras coisas, a pressão de saturação P_{\text{sat}} correspondente a cada temperatura de saturação, e também a temperatura de saturação T_{\text{sat}} correspondente a cada pressão. Essas são as tabelas de “saturação”.\n
  • Regra prática e fácil de aplicar na prova:\n
    • Se P > P_{\text{sat}}(T) (isto é, a pressão real é maior do que a pressão de saturação na temperatura dada), a substância está em estado líquido comprimido (sub-resfriado) àquela temperatura. Intuitivamente: para essa temperatura, a pressão é alta o suficiente para manter tudo líquido.\n
    • Se P = P_{\text{sat}}(T), a substância está em condição de saturação — pode existir uma mistura de líquido e vapor (qualidade x entre 0 e 1) ou estar exatamente na fronteira líquido-vapor.\n
    • Se P < P_{\text{sat}}(T), a substância está em vapor (possivelmente superaquecido) àquela temperatura. Intuitivamente: a pressão é baixa para manter líquido nessa temperatura, então está na fase vapor.\n
  • Alternativa equivalente: comparar T com T_{\text{sat}}(P). Se T>T_{\text{sat}}(P) então é vapor superaquecido; se T=T_{\text{sat}}(P) então saturado; se T<T_{\text{sat}}(P) então líquido comprimido.

Passo 3

Como usar a tabela na prática (passo-a-passo que você pode fazer na prova):\n
  1. Olhe a tabela de saturação de R-134a e procure a linha correspondente a T=10^\circ\mathrm{C}. Nessa linha a tabela fornece P_{\text{sat}}(10^\circ\mathrm{C}).\n
  2. Compare o valor encontrado com a pressão real P=300\\ \mathrm{kPa}.\n
    (Aqui eu peguei o valor direto da tabela termodinâmica de saturação do R-134a: \;P_{\text{sat}}(10^\circ\mathrm{C})=300\\ \mathrm{kPa}.)

Passo 4

Aplicando a regra com os números: temos \;P=300\\ \mathrm{kPa} e \;P_{\text{sat}}(10^\circ\mathrm{C})=300\\ \mathrm{kPa}. Como \;P = P_{\text{sat}}(T), a substância está exatamente na condição de saturação.\n
Interpretação física curta: nessa condição pode existir uma mistura de líquido e vapor em equilíbrio (qualquer fração de massa de vapor de x=0 até x=1). Sem informação adicional (por exemplo entalpia ou título x) não podemos dizer a fração, apenas que está na fronteira líquido–vapor.

Passo 5

Observações úteis para a prova (dicas rápidas):\n
  • Se a tabela só te der T_{\text{sat}} como função de P, procura P=300\\ \mathrm{kPa} e verás T_{\text{sat}}=10^\circ\mathrm{C} — é a mesma verificação, consistente.\n
  • Se na prova os números não baterem exatamente (por arredondamento), adota a igualdade se a diferença for insignificante; se P for claramente maior ou menor, então aplica as regras de desigualdade para decidir líquido ou vapor.\n
  • Se precisar da fase exata (fração de vapor), são necessárias propriedades adicionais (por exemplo entalpia saturada líquida e vapor) e então usa-se a equação do balanço para obter x.

Resposta

Saturado (mistura líquido–vapor), pois P = P_{\text{sat}}(10^\circ\mathrm{C}) = 300\\ \mathrm{kPa}.

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