Enunciado

Considere a água como fluido de trabalho. Construa uma tabela que apresente os valores da pressão, temperatura, volume específico e título (se aplicável) para os seguintes estados: a) 0,5   M P a e 20 ° C ; b) 500 k P a e 0,20   m 3 / k g   ;c) 1400   k P a e 200 ° C ; d) 300 ° C e x = 0,8 .

Passo 1

Vamos lá pessoal!

Aqui utilizaremos as tabelas B 1.1 a tabela em função da temperatura.

Tabela B . 1.2 , tabela em função da pressão.

Tabela B . 1.3 e B . 1.4 utilizaremos elas dependendo do estado descoberto.

Passo 2

a)Situação de estado P = 0 , 5   M P a e T = 20 ° C

Olhando na tabela B . 1.1 com a e T = 20   ° C , para encontrar a pressão saturada, temos

P s a t = 2,3385   k P a

Comparando com a pressão de estado:

P > P s a t

Olhando na tabela B . 1.2 com a pressão de 0 , 5   M P a , temos que a temperatura saturada é:

T s a t = 151,86 ° C

Comparando:

T < T s a t

Olhando em um diagrama de fases da água, na página 43 figura 3.7.

Como nossa temperatura de estado é menor que a de saturação, nosso ponto do eixo da temperatura ficará entre linha verde e azul.

Para pressão temos que a pressão de estado é maior que a de saturação, confirmando para nós que temos estado de líquido compressível.

Como estamos com a água no estado de líquido compressível, olhando na tabela B 1.4 , obtemos o volume específico v = 0,001002   m 3 / k g , como nosso estado é definido não possuímos título.

A letra a ficou:

a) P = 0,5   M P a , T = 20 ° C , v = 0,001002 m 3 k g e x = i n d e f i n i d o

Passo 3

b) Situação de estado: P = 500 k P a e v = 0,20   m 3 / k g .

Utilizando a tabela B . 1.2 encontraremos a temperatura:

T s a t = 151,86 ° C

Utilizando a mesma tabela e linha, vamos coletar os volumes específicos para o cálculo do título:

v l = 0,001093 m 3 / k g

v l v = 0,3738   m 3 / k g

Aplicando a fórmula do título, temos:

x = v - v l v l v = 0,2 - 0,001093 0,3738  

x = 0,532

A letra b) ficou:

  P = 500 k P a   ,     T s a t = 151,86   ° C ,   v = 0,20 m 3 k g e   x = 0,532

Passo 4

c) Situação de estado: P = 1400   k P a e T = 200 ° C :

Utilizando a tabela B . 1.1 , utilizando 200 ° C , temos a pressão saturada de:

P s a t = 1,5538   M P a

Utilizando a tabela B . 1.2 , utilizando 1400   k P a , temos a temperatura saturada de:

T s a t = 195,07   ° C

Olhando em um diagrama de fases da água, na página 43 figura 3.7.

Temos que a pressão de estado é menor que a pressão de saturação e a temperatura de estado é maior que a temperatura de saturação, configurando, vapor superaquecido.

Sabendo que temos um vapor superaquecido, vamos à tabela B . 1.3 , e temos um volume especifico de v = 0,14302   m 3 / k g . Como é um vapor superaquecido a fase é bem definida e o título não é definido por isto.

A letra c) ficou:

P = 1400   k P a , T = 200 ° C , v = 0,14302   m 3 / k g e x = i n d e f i n i d o

Passo 5

d) Situação de estado: x = 0,8 e T = 3 00 ° C :

Utilizando a tabela B . 1.1 , podemos determinar a pressão saturada de :

P s a t = 8581   k P a

Como temos título nesta situação precisamos calcular o volume especifico médio, aplicando a fórmula:

v = v l + x ∙ v l v

Voltando na tabela B . 1.1 , temos os seguintes volumes:

v l = 0,001404   m 3 / k g

v l v = 0,02167   m 3 / k g

Retomando o cálculo do volume:

v = 0,001404 + 0,8 ∙ 0,02167  

v = 0,01874   m 3 / k g

Portanto a letra d) ficou:

P s a t = 8581   k P a ;   T =   300 ° C ;   v = 0,01874 m 3 k g       e   x = 0,8  

Resposta

Juntando todas as repostas em uma tabela, fica:

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Considere o refrigerante R - 12 como fluido de trabalho. Determine a pressão e a temperatura de saturação para estado onde o volume específico do vapor saturado é igual a 0,1m 3 / k g .
Considere a amônia como fluido de trabalho. Construa uma tabela que apresente os valores da pressão temperatura, volume específico e título (se aplicável) para os seguintes estados: a. 550k P a e x =
62 A fig. P3.62 mostra o esboço de uma panela de pressão. A união da tampa com o corpo da panela é roscada e o controle da pressão interna é realixado pelo peso instalado na tampa. A área da seção tra
63 Um conjunto cilindro – pistão contém 10 kg de amônia. Inicialmente, o fluido ocupa um volume de 1 m3 e apresenta temperatura igual a 10°C. Neste estado, o pistão está apoiado nos esbarros do conjun
59 Um tanque, com volume de 400 m3, está sendo contruído para armazenar gás natural liquefeito (GNL). Admita, neste problema, que o GNL seja constituído por metano puro. Se o Tanque deve conter 90% de