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 se 0,1 kg de água for utilizado?

Passo 1

Então, o problema diz assim: temos uma panela de pressão com volume interno de 2 L (ou seja, 0,002 m³), ela opera a 3 bar (absoluto) e colocamos 0,1 kg de água ali dentro. A pergunta é “qual o estado da água?”.
Conteúdo: propriedades termodinâmicas da água, uso das tabelas de vapor saturado (v_f, v_g) e cálculo do volume específico. Vamos precisar converter unidades, calcular volume específico e comparar com o v_f e v_g da tabela a 3 bar.

Passo 2

Primeiro, converto volume e calculo o volume específico v ;=;Vm ;=;0,002;m^30,1;kg ;=;0,02;m^3/kg :


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Passo 3

Agora, olho na tabela de vapor saturado a vf approx 1,06times10^-3;m^3/kg (saturado líquido), bar (absoluto). Lá encontro aproximadamente:
vg approx 0,606;m^3/kg (saturado vapor) í

Passo 4

Comparo vf = 0,00106 < v = 0,02 < vg = 0,606 com e :
Isso quer dizer que o volume específico está entre o do líquido saturado e o do vapor saturado. Logo, a água não está totalmente líquida nem totalmente vapor: está numa mistura de líquido + vapor (estado “saturado misto”).

Passo 5

(Se quiser a fração de vapor, chamada qualidade x = v - vfvg - vf = 0,02 - 0,001060,606 - 0,00106 approx 0,032l(approx3,2%r) )

Resposta

A água encontra-se em estado de mistura saturada (parte líquida + parte vapor) a 3 bar, com qualidade de vapor de cerca de 3,2 %.

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