Qual o estado da água com P=500 kPa e h=600 kj / kg. Calcule a entropia.

Passo 1

O enunciado diz que temos água a pressão P = 500 kPa e entalpia específica h = 600 kJ/kg. O que a gente quer descobrir é o estado em que a água se encontra (saturada, superaquecida, comprimida etc.) e, a partir disso, calcular a entropia específica s. Para resolver isso, vamos usar tabelas de vapor (steam tables) e conceitos básicos de termodinâmica (diagrama P-h, definição de entropia em mistura, aproximação para líquido comprimido etc.).

Passo 2

Primeiro, vamos ver na tabela de vapor, para P = 500 kPa (ou 0,5 MPa), qual é a entalpia de saturação do líquido, 600 kJ/kg < hf(500 kPa) = 640,09 kJ/kg, e a entropia de saturação do líquido, :
Comparando com o valor dado, , vemos que
Isso mostra que a água está em estado de líquido comprimido (ou sub-resfriado), pois tem entalpia menor que a do líquido saturado.

Passo 3

Para líquidos comprimidos a pressões moderadas, a gente costuma aproximar as propriedades de entropia e entalpia pelas do líquido saturado à mesma pressão. Ou seja,
s approx sf(500 kPa)
Isso vale porque o desvio do líquido comprimido em relação ao saturado é geralmente pequeno. Logo, podemos tomar:
s approx 1,0917 kJ/(kgcdot K)

Resposta

A água está no estado de líquido comprimido e sua entropia específica, aproximada pelas tabelas de saturado, é
boxeds approx 1,0917 kJ/(kgcdot K)

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