Determine o volume específico do vapor dágua a 1 Mpa e
usando as tabelas termodinâmicas da água e usando o modelo de gás ideal.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar o volume específico do vapor d’água a uma pressão de 1 MPa e temperatura de
. Vamos fazer isso de duas maneiras: usando as tabelas termodinâmicas da água e aplicando o modelo de gás ideal. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre termodinâmica, propriedades da água e a equação dos gases ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos usar as tabelas termodinâmicas da água. Essas tabelas fornecem informações detalhadas sobre as propriedades da água em diferentes condições de pressão e temperatura. Para encontrar o volume específico, seguimos estes passos:
- Identificar o estado da água: A 1 MPa e
, precisamos verificar se a água está na fase de vapor saturado ou superaquecido. - Localizar os valores na tabela: Procuramos na tabela os valores correspondentes a 1 MPa e
. - Determinar o volume específico: A tabela fornecerá o volume específico diretamente para essas condições.
Passo 3
Agora, vamos usar o modelo de gás ideal para calcular o volume específico. A equação dos gases ideais é:
Mas como queremos o volume específico (
), que é o volume por unidade de massa, reescrevemos a equação como:
Onde:
-
é a constante específica dos gases para a água. -
é a temperatura em Kelvin. -
é a pressão.
Passo 4
Vamos converter a temperatura para Kelvin:
Passo 5
A constante específica dos gases para a água (
) é aproximadamente
.
Passo 6
Agora, substituímos os valores na equação do gás ideal:
Resposta
- Usando as tabelas termodinâmicas da água, o volume específico do vapor d’água a 1 MPa e
é aproximadamente 0,257 m³/kg. - Usando o modelo de gás ideal, calculamos o volume específico como 0,264 m³/kg.
A diferença entre os dois valores ocorre porque o modelo de gás ideal simplifica o comportamento real do vapor d’água.