Um recipiente rígido, de formato cúbico
de lado, contém uma mistura de água líquida e vapor d’água a
e título igual a
. Calor é adicionado até que o sistema atinja 500 kPa . Determine a temperatura e a energia interna específica ao final do processo e o calor transferido, em kJ .
Passo 1
O enunciado descreve um recipiente rígido cúbico de lado
, portanto volume total
que contém uma mistura de água saturada a
com título
. Calor é adicionado até que a pressão atinja
. Como o volume é constante e não há trabalho de fronteira
, usaremos:
Precisamos então (i) determinar a massa total
e a energia interna específica inicial
, (ii) achar o estado final a
com o mesmo volume específico, obtendo
e
, e por fim (iii) calcular
.
Passo 2
A partir das propriedades saturadas a
(tabela):
o volume específico inicial é
Como
é constante, a massa total é
Passo 3
Comparemos
com
na nova pressão
:
Como
, o vapor ficou superaquecido. Logo, a temperatura final
é obtida na tabela de vapor superaquecido a
impondo
.
Passo 4
Na tabela de superaquecido para
extrai-se:
Interpolando linearmente para
:
Passo 5
A energia interna específica inicial é
Como
, o calor transferido é