O volume interno de uma panela de pressão é de 2 litros. A panela opera a uma pressão absoluta de 3 bar. Assumindo que nenhum vapor escapa da panela, pergunta-se:
Qual é o estado da água na panela se estiver operando com 1 g de água?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz: temos uma panela de pressão de volume interno V = 2 L, operando a pressão absoluta de P = 3 bar, com m = 1 g de água dentro. Queremos descobrir qual é o estado dessa água (se é líquido, vapor, mistura, superaquecido etc).
Conteúdo: Termodinâmica de vapor d’água (tabelas de vapor), propriedades específicas (vf, vg) e comparação de volumes específicos. Vamos precisar das propriedades saturadas de água a 3 bar e calcular o volume específico real pra comparar.

Passo 2

Primeiro convertendo unidades e achando o volume específico real:
  • m = 1 g = 0,001 kg
  • V = 2 L = 0,002 m³
    Então o volume específico real é
v = Vm = 0,002rm m^30,001rm kg = 2,0 rm m^3/kg

Passo 3

Agora, pelas tabelas de vapor saturado a P = 3 bar (ou 0,3 MPa), temos aproximadamente:
  • (líquido saturado)
  • (vapor saturado)

Passo 4

Comparando:
  • Se fosse só líquido saturado, , mas o nosso é .
  • Se fosse vapor saturado, , mas o nosso é .
Como é muito maior do que , o estado não pode ser líquido nem mistura saturada. Isso significa que a água está no regime de vapor superaquecido a 3 bar.

Resposta

A água está em estado de vapor superaquecido (superaquecido) a 3 bar e volume específico .

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