Utilizando de tabelas termodinâmicas determine as propriedades solicitadas para os estados termodinâmicos definidos (2,0 Pontos):
Fase, entalpia, volume específico e título se houver para água a 20 Mpa e 360
Fase, entalpia, volume específico e título se houver para água a 20 Mpa e 360
Passo 1
O enunciado pede que, para água nas condições
e
, eu determine:
- a fase (liquido, vapor saturado, mistura, vapor sobreaquecido, etc.);
- a entalpia específica
(em ); - o volume específico
(em ); - o título (qualidade)
, caso a fase seja mistura (se não houver mistura, indicar que não se aplica).
Informações fornecidas diretamente pelo enunciado:
-
. -
.
Passo 2
Conceito básico que vou usar (explicação didática e passo a passo):
- Para saber a fase de uma amostra de água dada por
e comparamos a temperatura dada com a temperatura de saturação àquela pressão: se a água é líquido comprimido (sub-resfriado); se é líquido saturado / vapor saturado (possível mistura); se é vapor sobreaquecido. - A temperatura de saturação
e as propriedades saturadas ( , etc.) são obtidas nas tabelas de saturação (tabelas termodinâmicas de água/steam tables). - Se o ponto estiver na região de líquido comprimido (sub-resfriado) as propriedades podem ser aproximadas pelaquelas do líquido saturado na mesma temperatura ou podem ser obtidas em tabelas de líquido comprimido; para muitos propósitos práticos, próximo à região de saturação,
e do líquido comprimido são muito próximos de e e usa-se essa aproximação.
Passo 3
Consultar a tabela de saturação (nota: peguei estes números em uma tabela padrão de vapor d’água / steam tables):
- A temperatura de saturação para
é (valor extraído da tabela de saturação à pressão indicada.)
Comparação: - A temperatura do estado dado é
. - Como
, concluímos que a água está na fase líquida e, mais precisamente, é um líquido comprimido (sub-resfriado) à pressão .
Passo 4
Agora precisamos das propriedades numéricas. Consultando as tabelas termodinâmicas (peguei os valores nas tabelas saturadas correspondentes):
- Propriedades saturadas à pressão
(valores obtidos na tabela de saturação à pressão indicada): - entalpia do líquido saturado:
- volume específico do líquido saturado:
- (para referência, a entalpia do vapor saturado e outras entradas também constam na tabela, mas não são necessárias diretamente porque o estado é líquido comprimido).
Observação didática: como estamos muito próximos da linha de saturação (a pressão e temperatura dadas estão perto do ponto de saturação), é aceitável — e comumente feito em provas — aproximar as propriedades do líquido comprimido pelos valores do líquido saturado à mesma pressão (ou à mesma temperatura). Assim, usaremos
- entalpia do líquido saturado:
Passo 5
Interpretando o título (qualidade)
:
- A qualidade
só é definida quando existe mistura líquido–vapor (ou seja, quando o estado está exatamente na curva de saturação ou entre e ). Como o estado é líquido comprimido (não há vapor), o título não se aplica. - Portanto, indicar que o título é “não aplicável” (ou
não definido) é a resposta correta.
Resposta
Fase: líquido comprimido (sub-resfriado) à pressão
.
Entalpia:
.
Volume específico:
.
Título: não aplicável (não há mistura líquido–vapor).