Tem-se vapor de água superaquecido nas condições apresentadas abaixo:
\quad \mathrm{T}=80^{\circ} \mathrm{C} e \mathrm{P}=0,15 \mathrm{kgf} / \mathrm{cm}^{2}
Determinar as temperaturas de condensação e a energia liberada para que o vapor superaquecido se transforme em líquido saturado.

Passo 1

O enunciado dá vapor de água superaquecido a uma temperatura inicial T_{1}=80^\circ\mathrm{C} e pressão P=0,15,kgf/cm ^2, e pede (a) a temperatura de condensação (temperatura de saturação) nessa pressão e (b) a energia liberada ao resfriar o vapor superaquecido até líquido saturado.

Passo 2

Convertendo a pressão para unidades usuais de tabela:
P=0{,}15\;\mathrm{kgf/cm^2}\times 98{,}07\;\mathrm{kPa/(kgf/cm^2)} =14{,}71\;\mathrm{kPa} =0{,}1471\;\mathrm{bar}.

Passo 3

Da tabela de vapor d’água, a pressão de 0{,}1471,bar corresponde a uma temperatura de saturação aproximada de
T_\mathrm{sat}\approx55{,}4^\circ\mathrm{C}.

Passo 4

Para passar de vapor superaquecido a 80^\circ\mathrm{C} até vapor saturado a 55{,}4^\circ\mathrm{C}, liberamos energia sensível
q_1 = c_p\,(T_{1}-T_\mathrm{sat}).
Usando c_p\approx2{,}01,kJ/k g\cdot K para vapor a baixa pressão,
q_1 \approx2{,}01\;\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{kg}\cdot\mathrm{K}}\times(80-55{,}4)\;\mathrm{K} \approx49{,}5\;\mathrm{kJ/kg}.

Passo 5

A seguir o vapor saturado condensa e libera calor latente
q_2 = h_{fg}(T_\mathrm{sat}),
onde, pela tabela a 55{,}4^\circ\mathrm{C},
h_{fg}\approx2376\;\mathrm{kJ/kg}.

Passo 6

A energia total liberada para ir de vapor superaquecido até líquido saturado é
q_\mathrm{total} = q_1 + q_2 \approx49{,}5 + 2376 = 2425{,}5\;\mathrm{kJ/kg}.

Resposta

Temperatura de condensação: 55{,}4^\circ\mathrm{C}.
Energia liberada: aproximadamente 2426,kJ por kg de vapor.

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