Enunciado

Um aquecedor a vapor, instalado em uma sala a 25   ° C , tem vapor d’água saturado a 110   k P a escoando em seu interior no momento em que as válvulas de entrada e saída são fechadas. Qual é a pressão e o título da água quando ela for resfriada para 25   ° C . Qual o trabalho realizado?

Passo 1

Fala galeraaa! Simbora pra mais uma aí!

Vamos como é costume nesse tipo de questão, começar estipulando o nosso volume de controle... Vamos considerar o nosso aquecedor como volume de controle...

Sendo assim, depois que a nossa válvula é fechada, não há mais fluxo nenhum acontecendo... Ou seja, temos massa e volume constantes...

Passo 2

No estado (1), com vapor d’água saturado a 110   k P a e 25   ° C , ou seja com título de 100 % ...

De acordo com a tabela B . 1.2 , temos que...

Usando interpolação, podemos encontrar v 1 ...

1,1 - 1,014 1,433 - 1,014 = 1,673 - v 1 1,673 - 1,210

v 1 = 1,566   m ³ / k g

Dessa forma;

x 1 = 1   e   P 1 = 110   k P a → v 1 = 1,566   m ³ / k g

Passo 3

Agora para o segundo estado, com T 2 = 25   ° C , para a água saturada...

De acordo com a tabela abaixo...

Uma vez que o volume específico no segundo estado v 2 é o mesmo do primeiro estado...

Podemos obter assim, o título...

v 2 = v 1 = 1,566 = 1,0029 ⋅ 10 - 3 + x ( 43,36 - 1,0029 ⋅ 10 - 3 )

x 2 = x = 0,0361

E a pressão nesse estado é...

P 2 = 0,03169   b a r = 3,169   k P a

Dessa forma, usando a fórmula do trabalho....

W 12 = ∫ P d V = 0

Obtemos o trabalho igual à zero... Já que o volume não varia...

Resposta

x 2 = 0,0361

P 2 = 3,169   k P a

W 12 = ∫ P d V = 0

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