QUESTÃO 3 (3 pontos) - Considere um taque de água, rígido, que contém 12 litros de água inicialmente a temperatura
e título
. A água é então aquecida, sem que ocorra vazamentos até a condição de temperatura
. Determinar:
a) A pressão no estado inicial ( 0,6 pontos)
a) A pressão no estado inicial ( 0,6 pontos)
Passo 1
Dados do enunciado (resumindo e deixando claro o que é dado e o que se pede):
Pergunta da alínea (a): Determinar a pressão no estado inicial.
Passo 2
O que significa ter uma mistura saturada a
e título
? Aqui temos água parcialmente vaporizada: parte está no estado líquido saturado e parte no vapor saturado. O título
é a fração mássica de vapor, definida por
onde
é a massa de vapor e
é a massa total da amostra.
Passo 3
Propriedade importante (aulas rápidas):
Em uma mistura saturada em equilíbrio a uma temperatura dada , a pressão do sistema é a pressão de saturação correspondente àquela temperatura, denotada
. Ou seja, se a temperatura é
e o fluido está em estado saturado (liquido+vapor), então a pressão é
Em uma mistura saturada em equilíbrio a uma temperatura dada
Essa pressão independe do título
(desde que haja simultaneamente líquido e vapor). Por isso, para achar a pressão inicial basta consultar a pressão de saturação da água a
.
Passo 4
Consulta às tabelas de vapor saturado (peguei o valor nas tabelas de propriedades da água/vapor saturado): a pressão de saturação da água a
é
(Esse é o valor físico bem conhecido: pressão atmosférica padrão.)
Passo 5
Conversões e apresentação em unidades usuais: