Enunciado

Ver Outros Exercícios
desse livro

Se os dados fornecidos forem suficientes, complete as células em branco na tabela a seguir com as propriedades da água. Na última coluna, descreva a condição da água como líquido comprimido, mistura saturada, vapor superaquecido ou informa��ão insuficiente, e, se for caso, de o título.

Passo 1

Para a realização do exercício, temos que verificar quais dados estão presentes na tabela do exercício. Por meio desses dados definiremos qual é a descrição da fase: líquido comprimido, mistura saturada, vapor superaquecido, líquido saturado ou vapor saturado. A partir dessa definição prosseguiremos com a obtenção dos valores das incógnitas de cada situação para poder completar a tabela.

Na primeira condição da tabela do exercícios, temos pressão equivalente a 200 KPa e entalpia igual a 2.706,3 KJ/Kg. Na Tabela A-5, o valor da temperatura para a respectiva pressão e para a respectiva entalpia será de 120,2 °C enquanto que o valor do volume específico será de 0,8858 m3/Kg. A entalpia fornecida no problema é a entalpia para vapor saturado. Logo, na tabela na descrição da condição teremos o vapor saturado com título (x) igual a 1.

Passo 2

Na segunda condição do problema, temos temperatura (130 °C) e o valor do título (x=0,650). Neste caso, ainda falta completar a pressão, volume específico e a entalpia. Portanto temos uma mistura de duas fases (mistura saturada). Para a mistura saturada, na Tabela A-4, encontramos o valor da pressão para a respectiva temperatura, que será de 270,3 KPa. Como é uma mistura saturada, não teremos o valor do volume específico. O valor da entalpia (h) será calculado a partir da seguinte fórmula:

x =   h -   h l h l v

De acordo com a Tabela A-4, para 130 °C valor de h l é 546,38 KJ/Kg enquanto que o valor de h l v é de 2.173,7 KJ/Kg. Como o valor do título (x) foi dado na situação, logo nos resta apenas substituir os valores na equação. Sendo assim temos:

0,65 =   h -   546,38 2.173,7

O valor obtido para a entalpia foi de 1.959,3 KJ/Kg.

Passo 3

Na terceira situação temos apenas a temperatura (400 °C) e o valor da entalpia (3.277,0 KJ/Kg). Para a determinada temperatura, não está presente na Tabela A-4 de mistura líquido-vapor saturado. Portanto, temos um caso de vapor superaquecido. Para a identificação da pressão e do volume específico, devemos utilizar a tabela A-6. Nela, para a respectiva temperatura e entalpia, encontramos a pressão de 200 KPa e o volume específico de 1,5493 m3/Kg.

Passo 4

Passo 5

Na quarta situação, temos disponíveis pressão (800 KPa) e temperatura (30 °C). A partir desses dados, podemos observar na Tabela A-5 que a temperatura de saturação correspondente a pressão de 800 KPa é de 170,41 °C. Logo, como a temperatura fornecida no problema é inferior a temperatura de saturação, temos um líquido comprimido. Na Tabela A-7, o valor para o volume específico e entalpia será obtido por meio da interpolação simples. Sendo assim, para obter o volume específico, têm-se:

40   ° C - 20 ° C 40   ° C - 30   ° C =   0,0010057 m 3 k g - 0,0009996   m 3 / K g 0,0010057 m 3 / K g   - x

Ao resolver a equação, obtêm-se o valor do volume específico igual a 0,001003 m3/Kg. Novamente, uma nova interpolação simples é calculada para determinar a entalpia. Sendo assim, temos:

40   ° C - 20 ° C 40   ° C - 30   ° C =   166,92 K J k g - 83,61   K J / K g 166,92   K J / K g   - x

Após resolver a equação, valor obtido da entalpia será de 125,26 KJ/Kg.

Passo 6

Na última situação galera, temos os valores da pressão (450 KPa) e temperatura (147,90 °C). Na Tabela A-5 percebemos que apenas com condições citadas no problema não conseguimos classificar em qual estado a água se encontra. Sendo assim, como não há mais nenhum outro dado, as informações são insuficientes.

Resposta

Após a realização dos cálculos necessários, agora nos falta apenas completar a tabela.

Exercícios de Livros Relacionados

A entalpia de formação de uma substância se altera com a temperatura?
A h º f _ º do N 2 é listada como zero. Isso significa que o N 2 não c
Considere h l v ; ela varia com a pressão? De que forma?
Complete esta tabela para H2O:
O que contém mais energia química, 1 kmol de H 2 ou 1 kmol de H 2 O ?