Qual o estado da água com P=400 kPa e T=350^circ C. Calcule entalpia e volume específico, energia interna.

Passo 1

Resumo da questão: Temos água submetida à pressão P = 400 kPa e temperatura T = 350 °C. Queremos saber em que estado (fase) ela se encontra e calcular as propriedades termodinâmicas entalpia , volume específico e energia interna .
Conteúdo de matéria: Termodinâmica – uso de tabelas de vapor saturado e vapor superaquecido.
O que vamos precisar:
  1. Tabela de vapor saturado (para achar a temperatura de saturação a 400 kPa).
  2. Tabela de vapor superaquecido (para ler , e na condição P=400 kPa e T=350 °C).

Passo 2

Primeiro, vamos verificar a temperatura de saturação Tsat(400,kPa) approx 143,6,^circC da água à pressão de 400 kPa.
Pela tabela de vapor saturado:
Isso significa que, se a água estivesse no domí­nio de fase de líquido-sat., ela mudaria de fase a 143,6 °C.

Passo 3

Agora comparamos a temperatura de saturação com a temperatura do nosso problema .
350 °C é bem maior que 143,6 °C, logo a água está na região de vapor superaquecido (vapor “seco”).

Passo 4

Para converter em propriedades precisamos usar a tabela de vapor superaquecido nas condições P = 400 kPa e T = 350 °C.
Nessa tabela procuramos a linha de 400 kPa e a coluna de 350 °C. Lá encontramos aproximadamente:
h &approx 3210kJ/kg, v &approx 0,245m^3/kg, u &approx 3090kJ/kg
Explicando a teoria aplicada:
  • A entalpia é a energia interna mais , ou seja , mas nós lemos direto da tabela para não ter que fazer conta extra.
  • O volume específico é o inverso da densidade .
  • A energia interna também vem direto da tabela de superaquecido.

Resposta

Estado da água: vapor superaquecido.
Entalpia:
Volume específico:
Energia interna:

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