Um sistema de vapor opera a uma pressão de 500 kPa e temperatura de
. Com base nas tabelas termodinâmicas:
(b) Caso o sistema perca calor, em que fase ele entrará primeiro?
(b) Caso o sistema perca calor, em que fase ele entrará primeiro?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão de termodinâmica sobre um sistema de vapor. O enunciado nos dá a pressão (500 kPa) e a temperatura (300°C) do sistema. Para resolver isso, vamos precisar usar as tabelas termodinâmicas que nos ajudam a entender as fases da água (sólido, líquido, vapor) em diferentes condições de pressão e temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar em que estado o vapor está nas condições dadas. A pressão é de 500 kPa e a temperatura é de 300°C. Para isso, consultamos as tabelas termodinâmicas da água para ver se essa condição corresponde a vapor superaquecido, saturado ou líquido.
Passo 3
A partir das tabelas, vemos que à pressão de 500 kPa, a temperatura de saturação da água é aproximadamente 151,85°C. Como a temperatura do nosso sistema (300°C) é bem acima dessa temperatura de saturação, sabemos que o vapor está superaquecido.
Passo 4
Agora, se o sistema começa a perder calor, o que acontece? Quando o vapor superaquecido perde calor, ele começa a se aproximar da condição de saturação. Ou seja, a temperatura começa a diminuir até chegar à temperatura de saturação correspondente à pressão de 500 kPa.
Passo 5
Uma vez que o vapor atinge a temperatura de saturação (151,85°C), ele começa a se condessar, ou seja, passa do estado gasoso para o líquido. Isso significa que a primeira fase que aparece quando o sistema perde calor é a fase líquida.
Resposta
Quando o sistema de vapor perde calor, ele entra primeiro na fase líquida.