Inicialmente um vaso rígido (v=const.) contém
de água a
e
. Transfere-se calor da água até que esta atinja o estado onde
.
b. Encontre a temperatura final da água,
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 (
) 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
.