Enunciado

Um reservatório fechado esta parcialmente cheio com água a 60   ° C . Se o ar acima da água for completamente removido, determine a pressão absoluta no espaço esvaziado. Assuma que a temperatura permaneça constante.

Passo 1

O primeiro passo para resolver essa questão é visualizar como o reservatório era inicialmente. Ele estava parcialmente cheio de água a 60   ° C . O restante do reservatório estava preenchido de ar.

Passo 2

Conforme o ar é removido do tanque, a pressão do tanque diminui. Por isso, parte da água vaporiza e preenche os espaços deixados vazios pelo ar.

Passo 3

Quando o ar foi totalmente removido do reservatório, só resta água líquida e vapor d’água dentro dele. O líquido e o vapor permanecem em equilíbrio. Como o vapor e o líquido estão em equilíbrio no estado final, os dois estão a mesma pressão e a mesma temperatura de 60   ° C . Logo, os dois formam uma mistura saturada.

Por causa disso, a pressão da água no tanque é igual à pressão de saturação da água para uma temperatura de 60   ° C .

P = P s a t 60   ° C

Passo 4

A pressão de saturação da água que está a 60   ° C pode ser encontrada na tabela A - 3 do livro (apêndice no final do livro). Ela está na linha da temperatura de 60   ° C e na coluna relativa à pressão de saturação (a direita da coluna de temperatura).

P = P s a t 60   ° C       ⟹       P = 19,94   k P a

Resposta

P = 19,94   k P a

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