Quatro quilogramas de água a
e 500 kPa são aquecidos sob pressão constante até que o volume da água alcance 1000 vezes o seu valor original. Qual a temperatura final da água?
Passo 1
O enunciado dá uma massa de água
a
e
, aquecida isobaricamente até que o volume específico final seja 1000 vezes o inicial. Queremos a temperatura final
. Para resolver, vamos: (a) estimar o volume específico inicial
da água líquida; (b) calcular
; (c) verificar a fase final; (d) usar a aproximação de gás ideal para achar
.
Passo 2
Para água líquida comprimida a pressão moderada e temperatura próxima de
, podemos aproximar o volume específico por
Passo 3
O volume específico final é
Passo 4
A umidade saturada de vapor a
tem
, então
. Logo, o estado final é vapor superaquecido e podemos usar a equação dos gases ideais:
onde
e
.
Passo 5
Isolando
,
Convertendo para graus Celsius,
Resposta
A temperatura final da água é aproximadamente
.