(Valor: 0,5) - Diga a fase em que se encontra a substância e as propriedades faltantes (
ou x ) para cada caso:
água a 0.1 MPa e
água a 0.1 MPa e
Passo 1
O enunciado dá claramente:
- Substância: água.
- Pressão:
. - Temperatura:
.
O que o enunciado pede:
- Determinar em que fase a substância se encontra (líquido comprimido / mistura saturada / vapor saturado / vapor superaquecido).
- Dizer quais das propriedades
, , ou estão faltando para especificar o estado (ou se alguma não se aplica).
Passo 2
Conceito importante (mini-aula): para uma substância pura a pressão e a temperatura determinam se o estado está na região de liquido saturado, mistura saturada ou vapor superaquecido. A referência é a temperatura de saturação àquela pressão,
. Regra prática:
- Se
→ líquido comprimido (sub-resfriado). - Se
→ estado saturado (pode ser líquido saturado, vapor saturado ou mistura) — aí a qualidade é relevante. - Se
→ vapor superaquecido.
Passo 3
Aplicando a regra: para
a temperatura de saturação da água (valor obtido em tabela de vapor d’água) é aproximadamente
Compare com a temperatura do enunciado:
Portanto a água está na região de vapor superaquecido (ou seja, vapor cuja temperatura está acima da de saturação àquela pressão).
Passo 4
O que falta entre
,
,
,
?
- Já estão dadas
e . Como a substância é vapor superaquecido, a qualidade (fração mássica de vapor em mistura) não é definida nesse caso — logo é “não aplicável”. - O volume específico
não foi dado; ele é uma propriedade que depende de e e pode ser calculada se necessário. Em outras palavras: para especificar numericamente basta consultar a tabela de vapor superaquecido para ou usar uma aproximação (por exemplo, a equação dos gases ideais) para obter .
Passo 5
Exemplo prático de cálculo aproximado de
(mini-aula sobre aproximação): usando a equação dos gases ideais como estimativa,
onde
para a água é
(equivalente a
),
é a temperatura em kelvin e
a pressão em
.
Converter:
Converter:
Aplicando:
Observação importante: este valor é uma aproximação; para resposta de prova ou projeto usar a tabela de vapor superaquecido (ou software) para obter o
tabulado, que é mais preciso.
Resposta
Fase: vapor superaquecido.
Propriedades faltantes: (pode ser calculado a partir de
e
);
não se aplica (não definida para vapor monofásico).
Propriedades faltantes: