Qual o estado da água com P=500 kpa e T=300. Calcule entalpia e volume específico.

Passo 1

Beleza, vamos ver o que o enunciado pede. A gente tem água a uma pressão de e temperatura de . Queremos saber em que “estado” ela está (vapor, líquido saturado, mistura, etc.) e calcular duas propriedades:
  • entalpia (kJ/kg)
  • volume específico (m³/kg)
O conteúdo por trás disso é termodinâmica de substâncias puras (tabelas de vapor d’água). Vamos precisar:
  1. Comparar com a temperatura de saturação à pressão dada.
  2. Ver que tipo de “regime” é (superaquecido, saturado, líquido comprimido…).
  3. Buscar nas tabelas de água (ou aproximar) os valores de e .

Passo 2

Primeiro, qual é a temperatura de saturação de água à Tsat(500 kPa) approx 151,83 ^circC = 151,83 + 273,15 = 424,98 K ?
  • Pelas tabelas:
  • A temperatura que temos é , ou seja, bem abaixo de .

Passo 3

Como , a água está em liquido comprimido (ou sub-resfriado). Nesse regime, a gente costuma aproximar as propriedades pelas do líquido saturado à mesma temperatura , porque a variação com pressão é muito pequena.

Passo 4

Vamos então olhar na tabela de saturado por temperatura para hf1 = 83,91 kJ/kg, vf1 = 0,001002 m^3/kg (que é hf2 = 167,54 kJ/kg, vf2 = 0,001008 m^3/kg ). Geralmente a cada 5 ou 10 °C tem um ponto, então a gente interpola entre 20 °C e 40 °C:
Tabela resumida (saturado líquido):
- A 20 °C ( hf(300) = hf1 + 300 - 293313 - 293,(hf2 - hf1) = 83,91 + 720,(167,54 - 83,91) approx 113,18 kJ/kg ):
vf(300) = vf1 + 720,(vf2 - vf1) = 0,001002 + 720,(0,001008 - 0,001002) approx 0,001004 m^3/kg
- A 40 °C (\(313\ \text{K}\)):  
  \[
    h_{f2} = 167{,}54\ \text{kJ/kg},\quad
    v_{f2} = 0{,}001008\ \text{m}^3/\text{kg}.
  \]
Interpolando para ( acima de 293 K, no intervalo de 20 K):

Passo 5

Recapitulando de forma simples:
  1. Estado: líquido comprimido (porque ).
  2. Aproximamos pelas propriedades de líquido saturado à mesma .
  3. Fizemos interpolação entre 20 °C e 40 °C.

Resposta

Estado: líquido comprimido
h approx 113,2 kJ/kg, v approx 1,004times 10^-3 m^3/kg

Exercícios relacionados