Exercício de uso de tabelas termodinâmicas
Determine as propriedades que estão faltando e descreva as fases na seguinte tabela para a água:
(e) P = 850 kPa, x = 0,0

Passo 1

Temos uma linha da tabela de vapor-saturado para água em que se dá a pressão P=850\\ \text{kPa} e a qualidade x=0{,}0. O que falta na tabela são: temperatura de saturação T_\text{sat}, propriedades de líquido saturado (v_f,h_f,s_f), propriedades de vapor saturado (v_g,h_g,s_g) e, por fim, o volume específico v, entalpia h e entropia s do estado misto. Vamos usar as tabelas de propriedades saturadas e, se necessário, interpolar entre 800 kPa e 900 kPa para obter os valores em 850 kPa.

Passo 2

Extrair ou interpolar de tabelas saturadas em 800 kPa e 900 kPa:
Em 800 kPa:
T_{\text{sat}}=170{,}41^\circ\text{C},\; v_f=0{,}001030\\ \tfrac{\text{m}^3}{\text{kg}},\; v_g=0{,}21320\\ \tfrac{\text{m}^3}{\text{kg}},\; h_f=719{,}09\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg}},\; h_g=2783{,}8\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg}},\; s_f=1{,}8885\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg\cdotK}},\; s_g=6{,}8534\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg\cdotK}}.
Em 900 kPa:
T_{\text{sat}}=174{,}14^\circ\text{C},\; v_f=0{,}001037\\ \tfrac{\text{m}^3}{\text{kg}},\; v_g=0{,}20592\\ \tfrac{\text{m}^3}{\text{kg}},\; h_f=735{,}14\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg}},\; h_g=2771{,}9\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg}},\; s_f=2{,}0137\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg\cdotK}},\; s_g=6{,}7270\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg\cdotK}}.
Agora interpolamos linearmente para P=850\\ \text{kPa} (meio termo):
T_{\text{sat}} \approx 170{,}41 + \frac{174{,}14 - 170{,}41}{900 - 800}\times(850-800) =172{,}28^\circ\text{C}.
v_f \approx 0{,}001033\\ \tfrac{\text{m}^3}{\text{kg}},\quad v_g \approx 0{,}20956\\ \tfrac{\text{m}^3}{\text{kg}},
h_f \approx 727{,}12\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg}},\quad h_g \approx 2777{,}85\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg}},
s_f \approx 1{,}9511\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg\cdotK}},\quad s_g \approx 6{,}7902\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg\cdotK}}.

Passo 3

Como a qualidade é x=0{,}0, temos mistura totalmente líquida saturada. As propriedades do estado são:
v = v_f + x\,(v_g - v_f) = v_f = 0{,}001033\\ \tfrac{\text{m}^3}{\text{kg}},
h = h_f + x\,(h_g - h_f) = h_f = 727{,}12\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg}},
s = s_f + x\,(s_g - s_f) = s_f = 1{,}9511\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg\cdotK}}.

Passo 4

Como x=0, todo o fluido está na fase de líquido saturado.

Resposta

P =850 kPa, x =0,0
T_{\text{sat}}=172{,}28^\circ\text{C}
v_f=0{,}001033\\ \tfrac{\text{m}^3}{\text{kg}},\; v_g=0{,}20956\\ \tfrac{\text{m}^3}{\text{kg}}
h_f=727{,}12\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg}},\; h_g=2777{,}85\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg}}
s_f=1{,}9511\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg\cdotK}},\; s_g=6{,}7902\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg\cdotK}}
v=0{,}001033\\ \tfrac{\text{m}^3}{\text{kg}},\; h=727{,}12\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg}},\; s=1{,}9511\\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{kg\cdotK}}
Fase: líquido saturado.

Exercícios relacionados