Um sistema pistão-cilindro à pressão constante contém
de água líquida saturada a
. O calor é adicionado à água até que se torne vapor saturado. Qual o volume inicial da água? Qual o trabalho realizado durante o processo? (2 ptos)
Passo 1
Beleza, aqui o lance é um pistão‐cilindro mantido à pressão constante. A gente tem 0,5 kg de água líquida saturada a 60 °C e vai esquentar até virar todo vapor saturado. Então precisamos:
- Conteúdo: termodinâmica de processo isobárico e trabalho de expansão.
- O que usar: tabelas de vapor d’água para achar o volume específico do líquido (
) e do vapor ( ) a 60 °C e a pressão de saturação correspondente. Depois, calculamos volume inicial e trabalho .
Passo 2
Primeiro achamos o volume inicial
. A partir da tabela de vapor saturado a 60 °C:
Então
Passo 3
Agora o volume final
quando vira vapor saturado. Pela tabela a 60 °C:
Logo
Passo 4
Precisamos da pressão de saturação a 60 °C (para o trabalho):
Passo 5
Trabalho em processo isobárico é
Substituindo:
Resposta
Volume inicial
; trabalho realizado
.