Um tanque rígido fechado, repleto de vapor d’água, inicialmente a
, é resfriado até que sua temperatura atinja
. Utilizando o diagrama de compressibilidade, determine
a) o volume específico do vapor d’água em
no estado inicial.
b) a pressão em MPa no estado final.
a) o volume específico do vapor d’água em
b) a pressão em MPa no estado final.
Passo 1
O enunciado descreve um tanque rígido fechado contendo vapor d’água superaquecido no estado 1, com
O tanque é resfriado até o estado 2, com
mantendo o volume específico
constante.
Usaremos o diagrama de compressibilidade para obter o fator em cada estado e, assim, calcular:
a) pelo gás real, usando
Usaremos o diagrama de compressibilidade para obter o fator
a)
b)
impondo
e
Aqui
é a constante do vapor d’água.
Passo 2
Calcular as variáveis reduzidas no estado 1:
onde
e
.
No diagrama de compressibilidade, para e
, lemos
No diagrama de compressibilidade, para
Passo 3
Calcular o volume específico inicial pela correção
:
Convertendo unidades (
,
) e calculando, obtém‐se
Passo 4
No escoamento rígido temos
. Para o estado 2,
Queremos
tal que
No diagrama, a curva
demonstra que, quando
, o fator
.
Passo 5
Estabelecendo
(ponto de interseção com a bissetriz no gráfico):
Resposta
a)
b)
b)