Qual o estado da água com P=500 kPa e T=1000^circ C ? Calcule a entalpia e volume.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz: “Água a P = 500 kPa e T = 1000 °C. Qual o estado? Calcule entalpia e volume.”
Conteúdo: propriedades termodinâmicas da água (tabela de saturação, vapor superaquecido), lei dos gases ideais e cálculo aproximado de entalpia via Cp médio. Vamos usar tabela de saturação pra ver se tá no vapor saturado ou superaquecido, depois lei dos gases ideais para achar o volume específico, e uma aproximação linear de Cp pra entalpia.

Passo 2

Primeiro a gente pega, na tabela de saturação da água, a temperatura de saturação em P = 500 kPa.
T_sat(500 kPa) ≃ 151,8 °C

Passo 3

Como a T real (1000 °C) é muito maior que T_sat (151,8 °C), a água está em regime de vapor superaquecido.

Passo 4

Para um vapor bem superaquecido dá pra usar a lei dos gases ideais:
v = R,TP
onde
• R = 0,4615 kJ/(kg·K) (constante do vapor d’água)
• T = 1000 °C = 1273 K
• P = 500 kPa
Logo
v = 0,4615 times 1273500 approx 1,18;m^3/kg

Passo 5

Para a entalpia do vapor superaquecido a gente começa da entalpia do vapor saturado em 500 kPa e soma o calor necessário pra subir de 151,8 °C até 1000 °C:
  1. Da tabela:
    De
  2. Aproximamos um h approx 2725 + 1781 = 4506;kJ/kg médio do vapor superaquecido em torno de 2,1 kJ/(kg·K).
  3. A variação de T é K.
  4. Então
  1. Entalpia final:

Resposta

Estado: vapor superaquecido
Volume específico:
Entalpia:

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