Qual o estado da água com P=500 kPa e T=400^circ C. Calcule entalpia e volume específico.

Passo 1

Beleza, a questão é a seguinte: “Temos água a uma pressão de e temperatura de . Qual o estado (fase) dela? Calcule a entalpia específica e o volume específico .”
Conteúdo: Termodinâmica – Propriedades da água/vapor.
O que vamos precisar:
  1. A temperatura de saturação da água à pressão dada.
  2. Saber comparar com para decidir se é líquido saturado, mistura, vapor saturado ou vapor superaquecido.
  3. Uma tabela de vapor superaquecido para ler e no ponto ( , ).

Passo 2

Primeiro a gente acha a temperatura de saturação Tsat(500 kPa) approx 151,8^circC a .
Pela tabela de saturação:
Como a nossa é muito maior que , concluímos que a água está em vapor superaquecido.

Passo 3

Agora que já sabemos ser vapor superaquecido, a gente consulta a tabela de vapor superaquecido no ponto
P = 500 kPa(ou 5 bar), T = 400^circC
Dessas tabelas tiramos diretamente:
  • A entalpia específica .
  • O volume específico .

Passo 4

Lendo a tabela (típica em termodinâmica) para vapor superaquecido a 5 bar e 400 °C, achamos:
h approx 3214 kJ/kg, v approx 0,258 m^3/kg
Explicando a teoria por trás:
  • Entalpia é a energia total por unidade de massa, medida em .
  • Volume específico é o inverso da densidade, .
  • Em vapor superaquecido, essas propriedades não dependem da qualidade (“x”) de mistura, mas sim dos valores tabelados para cada e .

Resposta

Estado: vapor superaquecido
Entalpia específica:
boxedh approx 3214 kJ/kg
Volume específico:
boxedv approx 0,258 m^3/kg

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