EX2.2 - Quatro quilogramas de água são colocados em um volume fechado de
. É adicionado calor até a temperatura atingir
. Calcule (a) a pressão, (b) a massa de vapor e (c) o volume do vapor.
Passo 1
O enunciado coloca uma massa de
de água em um volume rígido de
e aquece até
. Vamos tratar como um sistema em equilíbrio de fases líquido–vapor preso a volume constante. Para resolver, usaremos tabelas de vapor saturado em
: pressão de saturação
, volume específico do líquido
e do vapor
.
Passo 2
Calculemos o volume específico médio do sistema:
Nas tabelas, em
vale aproximadamente
Como
, o sistema está em mistura saturada.
Passo 3
Em mistura saturada a
, a pressão do sistema é justamente a pressão de saturação:
Passo 4
Definimos a qualidade
(fração mássica de vapor) pela relação
Passo 5
A massa de vapor é
Passo 6
O volume ocupado pelo vapor é
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)