Verificar se o metano mathrmCH4, em cada um dos estados seguintes, é um líquido comprimido, um vapor superaquecido ou uma mistura de líquido e vapor saturados. Para cada estado, determinar a pressão, o título, se for o caso, a energia interna específica e a entalpia específica:
T=180 K, v=0,01 m^3 / kg;

Passo 1

O enunciado pede para o metano em T=180:K e v=0,01:m^3/kg indicar se ele está como líquido comprimido, vapor superaquecido ou mistura saturada. Em seguida, devemos determinar a pressão P, o título (se for mistura), a energia interna específica u e a entalpia específica h. O conteúdo de teoria é o de propriedades de vapor saturado e interpolação linear em fase de mistura.

Passo 2

Consultando tabelas de metano na condição de saturação a T=180:K, obtemos aproximadamente:
Prm sat=3,63:MPa, vf=0,00103:m^3/kg, vg=0,03035:m^3/kg,
uf=125,3:kJ/kg, ug=983,1:kJ/kg, hf=131,2:kJ/kg, hg=1017,0:kJ/kg

Passo 3

Comparamos o volume dado ,v=0,01:m^3/kg com vf e vg:
vf < v < vg,
logo trata-se de uma mistura saturada de líquido e vapor no equilíbrio.

Passo 4

O título x (fração mássica de vapor) obtém-se por
x = v - vfvg - vf = 0,010 - 0,001030,03035 - 0,00103 approx 0,306

Passo 5

Para energia interna e entalpia específicas:
u = uf + x,(ug - uf) = 125,3 + 0,306,(983,1 - 125,3) approx 388:kJ/kg,
h = hf + x,(hg - hf) = 131,2 + 0,306,(1017,0 - 131,2) approx 403:kJ/kg

Resposta

Mistura saturada de líquido e vapor.
P=3,63:MPa.
Título x=0,306.
Energia interna específica uapprox388:kJ/kg.
Entalpia específica happrox403:kJ/kg.

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