Um reservatório rígido contém 10000 g de água a 90^circ C. Sabendo que 8 kg estão sob a forma de líquido e o restante na forma de vapor, determine: a) a pressão no reservatório e b) o volume deste.

Passo 1

O reservatório é rígido e contém 10 kg de água a 90 °C, sendo 8 kg na fase líquida e 2 kg na fase vapor. Vamos usar propriedades de mistura saturada para achar a pressão e o volume total.

Passo 2

Para uma mistura saturada à temperatura conhecida, a pressão interna iguala a pressão de saturação a essa temperatura. Precisamos consultar a tabela de água saturada a 90 °C para obter psat.
Em reservatório rígido, o volume total V é dado por soma de volumes específicos ponderados pelas massas de cada fase, isto é, V = mf,vf + mg,vg, onde mf=8 kg e mg=2 kg.

Passo 3

Da tabela de saturação de água a 90 °C, extraímos: psat=70,14 kPa, vf=0,001036 m^3/kg, vg=2,488 m^3/kg Substituindo em V = 8cdot0,001036 + 2cdot2,488 obtemos o volume total.
Calculando numericamente temos V = 8times0,001036 + 2times2,488 = 0,008288 + 4,976 = 4,984 m^3 approx 4,98 m^3

Resposta

a) A pressão no reservatório é igual à pressão de saturação a 90 °C: p = 70,14 kPa b) O volume do reservatório é V approx 4,98 m^3

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