Inicialmente um vaso rígido (v=const.) contém 2,5 kg de água a 2,0 MPa e 350 ^circ C. Transfere-se calor da água até que esta atinja o estado onde P=300 kPa.
b. Encontre a temperatura final da água,

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre termodinâmica, onde temos um vaso rígido que contém 2,5 kg de água a uma pressão de 2,0 MPa e temperatura de 350°C. A gente precisa descobrir qual vai ser a temperatura final dessa água quando retirarmos calor até que a pressão chegue a 300 kPa. Para resolver isso, vamos precisar usar propriedades da água em diferentes estados e entender como a pressão e a temperatura se relacionam em um volume constante.

Passo 2

Primeiro, como o vaso é rígido, o volume não muda durante o processo. Vamos calcular o volume específico da água inicialmente. O volume específico ( v = Vm ) é o volume ocupado por unidade de massa. A fórmula para isso é:
Onde:
  • é o volume,
  • é a massa.
Mas como o volume é constante e não foi fornecido diretamente, vamos usar as propriedades da água na condição inicial para encontrar esse volume específico. Consultando as tabelas de propriedades da água para e , encontramos o volume específico ( ) correspondente a esse estado.

Passo 3

Após encontrar o volume específico inicial, que permanece constante ( ), vamos usar a pressão final de 300 kPa para encontrar a temperatura correspondente a esse volume específico. Basicamente, queremos descobrir em que estado a água estará quando sua pressão for 300 kPa e o volume específico for o mesmo que no estado inicial.
Vamos consultar novamente as tabelas de propriedades da água para e procurar pela temperatura que corresponde ao nosso volume específico constante. Dependendo do valor de , a água pode estar em estado líquido comprimido, mistura de líquido e vapor ou totalmente vapor.

Resposta

Após realizar os cálculos e consultar as tabelas de propriedades da água, a temperatura final da água quando a pressão atingir 300 kPa será aproximadamente .

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