Uma massa de 300 kg de líquido saturado de água é completamente vaporizada à pressão constante de 100 kPa . Determine a variação de volume.
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz o seguinte: a gente tem 300 kg de água que está como líquido saturado (ou seja, na beira de virar vapor) e a gente esquenta tudo mantendo a pressão em 100 kPa, até virar vapor 100%—logo, de líquido saturado para vapor saturado. O que pedem é a variação de volume desse processo.
Conteúdo: Termodinâmica básica de vapor d’água, uso de tabela de água saturada e conceito de volume específico. Vamos precisar:
Conteúdo: Termodinâmica básica de vapor d’água, uso de tabela de água saturada e conceito de volume específico. Vamos precisar:
- Tabela de água saturada a 100 kPa
- Definição de volume específico
- Fórmula
Passo 2
Primeiro, o que é “volume específico”
? É só o volume total
dividido pela massa
, ou seja
Como a pressão fica fixa em 100 kPa, o estado inicial é “líquido saturado” e o estado final é “vapor saturado” nessa mesma pressão. A tabela de vapor nos dá, para 100 kPa, o volume específico do líquido saturado
Passo 3
Vamos pegar na tabela de vapor d’água saturado (100 kPa):
-
(volume específico do líquido saturado) -
(volume específico do vapor saturado)
Passo 4
Calcular a diferença de volume específico entre vapor e líquido:
Passo 5
Finalmente, para achar a variação total de volume
, multiplica-se essa diferença pela massa total:
Resposta
A variação de volume ao vaporizar 300 kg de líquido saturado a 100 kPa é, aproximadamente,