(Tabela, IA, IT) Quais as energias internas (u) e entalpias (h) para o líquido saturado e para o vapor saturado na temperatura de
?
Passo 1
O enunciado pede os valores da energia interna
e da entalpia
para as duas fases saturadas (líquido saturado e vapor saturado) à temperatura de
.
Informações relevantes que vamos usar (valores obtidos em tabelas de vapor saturado à temperatura indicada):
- Temperatura:
. - Pressão de saturação (peguei da tabela):
- Volume específico do líquido saturado (peguei da tabela):
- Volume específico do vapor saturado (peguei da tabela):
- Entalpia do líquido saturado (peguei da tabela):
- Entalpia do vapor saturado (peguei da tabela):
O que precisamos encontrar:
- Energia interna do líquido saturado
. - Energia interna do vapor saturado
. - (As entalpias
e já foram lidas nas tabelas — vão constar na resposta final.)
Passo 2
Conceitos e fórmula básica que vamos usar (aula rápida e prática):
- Entalpia específica
e energia interna específica estão relacionadas pela expressão
onde:
-
é a entalpia específica ( ), -
é a energia interna específica ( ), -
é a pressão ( se usarmos a conversão indicada abaixo), -
é o volume específico ( ).
Observação sobre unidades (importante para não errar conta na prova):
- Se
for expresso em e em , então o produto tem unidade . Para obter multiplica-se por ou, mais prático, convém transformar em usando a relação direta - Nas contas abaixo vou calcular
em e em seguida converter para .
Passo 3
Cálculo do termo
para cada fase (vou mostrar passo a passo e sem pular etapas):
- Para o líquido saturado o volume específico é muito pequeno, mas calculamos mesmo assim:
Convertendo para
:
- Para o vapor saturado:
Convertendo para
:
(Resumo numérico dos
calculados:
e
.)
Passo 4
Aplicação da fórmula
para isolar
:
Vamos calcular
e
usando os
lidos nas tabelas e os
calculados.
- Energia interna do líquido saturado:
- Energia interna do vapor saturado:
Expliquei cada termo e cada conversão para você conseguir reproduzir a conta na prova sem calculadora (basta multiplicar e subtrair com 2 casas decimais).
Passo 5
Verificação rápida de consistência (dica para a prova):
- O
deve ser próximo de porque é muito pequeno — aqui , faz sentido. - O
deve ser menor que por causa do termo e a diferença costuma ser algumas centenas de — aqui a diferença é , também faz sentido. - Os valores estão na mesma ordem de grandeza que tabelas padrão de vapor d’água, então a solução é consistente.