Exercício de uso de tabelas termodinâmicas
Determine as propriedades que estão faltando e descreva as fases na seguinte tabela para a água:
(a) 200 kPa, x = 0,6

Passo 1

O enunciado pede para preencher as propriedades termodinâmicas que faltam numa tabela de água saturada à pressão fixa e qualidade dada. O conteúdo é uso de tabela de saturação da água em união com a fórmula de mistura para calcular volume específico, energia interna, entalpia e entropia de uma mistura saturada.

Passo 2

Como a pressão é P=200\\ \mathrm{kPa} e a qualidade x=0{,}6 satisfaz 0<x<1, trata-se de uma mistura saturada (líquido + vapor).

Passo 3

Da tabela de saturação da água em P=200\\ \mathrm{kPa} obtemos:
T_{\mathrm{sat}} = 120,21^\circ\mathrm{C}
v_f = 0,001061\\ \mathrm{m^3/kg} \quad v_g = 0,8857\\ \mathrm{m^3/kg}
u_f = 504,7\\ \mathrm{kJ/kg} \quad u_g = 2583,9\\ \mathrm{kJ/kg}
h_f = 504,7\\ \mathrm{kJ/kg} \quad h_g = 2706,6\\ \mathrm{kJ/kg}
s_f = 1,3026\\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)} \quad s_g = 5,4296\\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}

Passo 4

Usamos as fórmulas de mistura para qualidade x:
v = v_f + x\,(v_g - v_f)
u = u_f + x\,(u_g - u_f)
h = h_f + x\,(h_g - h_f)
s = s_f + x\,(s_g - s_f)
Substituindo x=0{,}6:
v = 0,001061 + 0{,}6\,(0,8857 - 0,001061) = 0,5318\\ \mathrm{m^3/kg}
u = 504{,}7 + 0{,}6\,(2583{,}9 - 504{,}7) = 1752{,}2\\ \mathrm{kJ/kg}
h = 504{,}7 + 0{,}6\,(2706{,}6 - 504{,}7) = 1825{,}8\\ \mathrm{kJ/kg}
s = 1{,}3026 + 0{,}6\,(5{,}4296 - 1{,}3026) = 3{,}7788\\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}

Resposta

Para P=200\\ \mathrm{kPa} e x=0{,}6 (mistura saturada) temos:
\begin{aligned} &T_{\mathrm{sat}} = 120,21^\circ\mathrm{C},\quad v_f = 0,001061\\ \mathrm{m^3/kg},\quad v_g = 0,8857\\ \mathrm{m^3/kg},\\\ &u_f = 504,7\\ \mathrm{kJ/kg},\quad u_g = 2583,9\\ \mathrm{kJ/kg},\quad h_f = 504,7\\ \mathrm{kJ/kg},\\\ &h_g = 2706,6\\ \mathrm{kJ/kg},\quad s_f = 1,3026\\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)},\quad s_g = 5,4296\\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)},\\\ &v = 0,5318\\ \mathrm{m^3/kg},\quad u = 1752,2\\ \mathrm{kJ/kg},\quad h = 1825,8\\ \mathrm{kJ/kg},\quad s = 3,7788\\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}. \end{aligned}
Fase: mistura saturada (líquido + vapor).

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