2 kg de água está inicialmente presente em recipiente rígido de volume 2,42 m^3 como vapor e líquido na temperatura de 90^circ C.
Utilize as tabelas das propriedades termodinâmicas da água.
Caso a afirmativa acima estiver verdadeira, qual é a pressão do sistema e quais as massas de vapor e líquido contidos no recipiente?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos 2 kg de água num recipiente rígido de volume total 2,42 m³, a 90 °C, e essa água tá numa mistura de líquido saturado e vapor saturado. O conteúdo é Termodinâmica de misturas bifásicas (líquido + vapor). Para resolver, vamos precisar:
  1. Tabelas de saturação da água a 90 °C (para achar pressão de saturação, volume específico do líquido e do vapor ).
  2. A definição de volume específico da mistura e qualidade (fração mássica de vapor).

Passo 2

Primeiro, pela tabela de propriedades da água saturada a Psat=70,17;kPa, vf=0,001036;m^3/kg, vg=8,860;m^3/kg , temos:
Essa é justamente a pressão do sistema, pois o recipiente está cheio de mistura saturada.

Passo 3

Agora, o volume específico médio da mistura é
vmix = Vtotalmtotal = 2,42;m^32;kg =1,21;m^3/kg

Passo 4

A qualidade vmix = (1 - x),vf + x,vg Longrightarrow x = vmix - vfvg - vf (fração mássica de vapor) satisfaz
x = 1,21 - 0,0010368,860 - 0,001036 approx 1,2089648,858964 approx 0,1365
Substituindo:

Passo 5

Com mvapor = x,mtotal = 0,1365 times 2;kg approx 0,273;kg, na mão, as massas de cada fase são
mlíquido = mtotal - mvapor = 2 - 0,273 approx 1,727;kg
í

Resposta

Pressão do sistema: .
Massas:
  • Vapor: .
  • Líquido: í.

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