Determine a fase e o volume específico nas seguintes condições:
Água
T=-2^{\circ} \mathrm{C}
p=100 \mathrm{kPa}

Passo 1

O enunciado pede a fase e o volume específico de água a T=-2^\circ\mathrm{C} e p=100\:\mathrm{kPa}. Vamos usar o diagrama de fases da água e dados de propriedades do gelo para identificar a fase e calcular o volume específico.

Passo 2

A pressão de saturação da água a T=-2^\circ\mathrm{C} é cerca de 0{,}8\:\mathrm{kPa}. Como p=100\:\mathrm{kPa} é muito maior que essa pressão de saturação e, além disso, T<0^\circ\mathrm{C} (abaixo do ponto de fusão), a água encontra-se na fase sólida (gelo).

Passo 3

Para gelo a temperaturas próximas de -2^\circ\mathrm{C}, a densidade típica é aproximadamente \rho_{\text{gelo}}\approx917\:\mathrm{kg/m^3}. O volume específico é dado por
v = \frac{1}{\rho_{\text{gelo}}}
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v \approx \frac{1}{917}\:\mathrm{m^3/kg}\approx1{,}09\times10^{-3}\:\mathrm{m^3/kg}.

Resposta

Fase: sólido (gelo)
Volume específico: v\approx1{,}09\times10^{-3}\:\mathrm{m^3/kg}

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