3- Determine o volume específico da água a
e 2000 kPa .
a) Por meio das tabelas termodinâmicas;
b) Considerando gás ideal;
c) Pelo diagrama generalizadoD1;
d) Este fluido se comporta como um gás ideal? Se não, em quais condições ele se tornaria um gás ideal?
a) Por meio das tabelas termodinâmicas;
b) Considerando gás ideal;
c) Pelo diagrama generalizadoD1;
d) Este fluido se comporta como um gás ideal? Se não, em quais condições ele se tornaria um gás ideal?
Passo 1
O enunciado pede o volume específico
da água a
e
.
Conteúdo: propriedades de fluido puro em região supercrítica, uso de tabelas termo-dinâmicas (quando disponível), aproximação de gás ideal e diagrama generalizado de compressibilidade.
Conteúdo: propriedades de fluido puro em região supercrítica, uso de tabelas termo-dinâmicas (quando disponível), aproximação de gás ideal e diagrama generalizado de compressibilidade.
Passo 2
(a) Pela Tabelas Termodinâmicas
As tabelas de vapor saturado chegam no máximo a . As tabelas de vapor superaquecido típicas até cerca de
não cobrem
. Como
está bem acima de
e fora do alcance de tabelas públicas, não há valor tabulado de
nessa condição.
As tabelas de vapor saturado chegam no máximo a
Passo 3
(b) Aproximação de gás ideal
Para gás ideal vale
Para gás ideal vale
O gás-da-água tem a constante específica
Convertendo a temperatura para kelvin e pressão para
:
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Passo 4
(c) Pelo diagrama generalizado de compressibilidade
Primeiro calculamos as razões reduzidas
Primeiro calculamos as razões reduzidas
No diagrama de
para
e
, tem-se
(próximo de
a baixa pressão reduzida). Então
Passo 5
(d) Comportamento como gás ideal?
O fator de compressibilidade indica que o fluido está muito próximo do comportamento ideal. Em geral, para
e
, o fluido age quase como ideal. Portanto, a água neste estado supercrítico de alta temperatura e baixa pressão relativa pode ser tratada como gás ideal com boa precisão.
O fator de compressibilidade
Resposta
(a) Não há valor disponível em tabelas convencionais (
está fora da faixa).
(b) .
(c) usando
.
(d) Sim, comporta-se quase como gás ideal; quando e
(altas temperaturas e baixas pressões relativas),
.
(b)
(c)
(d) Sim, comporta-se quase como gás ideal; quando