Enunciado

Determine a fase, o título (se aplicável) e a propriedade que falta p   o u   T para os seguintes casos:

a)Água T = 120 ° C v = 0,5   m 3 / k g

b)Água p = 100   k P a v = 1,8   m 3 / k g

c)Água T = 263   K v = 200   m 3 / k g

Passo 1

Vamos analisar o volume de estado para determinar qual fase se encontra o estado. E precisamos dizer o valor da pressão ou temperatura faltante.

Para cada situação teremos que recorrer as tabelas do apêndice B . 1.1 para temperatura dada, pois, a tabela B . 1.1 é em função da temperatura e a tabela B . 1.2 para pressão dada, devido, a tabela ser em função da pressão.

Passo 2

a)Situação de estado T = 120 ° C e v = 0,5   m 3 / k g

Olhando na tabela B . 1 . com a e T = 120   ° C , os volumes de estado líquido e vapor, temos:

v L = 0,001060   m 3 / k g

v V = 0,8 919   m 3 / k g

Aproveitando que estamos olhando na tabela temos que a pressão saturada é P s a t = 198,53   k P a .

Comparando com o volume de estado:

v L < v < v V

Como o nosso volume de estado se encontra entre o intervalo líquido e vapor, temos uma mistura de fases líquidas e vapor.

Se tivermos mistura temos que calcular o nosso título:

Aplicando a fórmula do volume específico médio:

v = v L + x ∙ v L V

Isolando x :

x = v - v L v V - v L

A diferença entre os volumes específicos de cada fase configura o volume da mistura.

x = 0,5   -   0,00106 0,8919 - 0,00106 = 0,5 6  

Passo 3

b)Situação de estado p = 100   k P a     e     v = 1,8   m 3 / k g :

Olhando na tabela B . 1.2 com a e p = 100   k P a , os volumes de estado líquido e vapor, temos:

v L = 0,0010 43   m 3 / k g

v V = 1,6940   m 3 / k g

Aproveitando que estamos olhando na tabela temos que a temperatura saturada é T s a t = 99,62   ° C .

Comparando com o volume de estado:

v L < v V < v

Como o nosso volume de estado é maior que o volume específico de vapor, temos que a fase de estado é vapor superaquecido. Portanto, temos uma fase bem definida em que só temos vapor, logo, não há título.

Passo 4

c)Situação de estado T = 263   K e v = 200   m 3 / k g :

Olhando na tabela B . 1 . 5 com a temperatura convertida para Célsius e T = 263 - 273 = - 10 ° C , os volumes de estado líquido e vapor, temos:

v s = 1,0891   m 3 / k g

v V = 466,757   m 3 / k g

Aproveitando que estamos olhando na tabela temos que a pressão saturada é P s a t = 260,01   k P a .

Comparando com o volume de estado:

v S < v < v V

Como o nosso volume de estado se encontra entre o intervalo sólido e vapor, temos uma mistura de fases sólido e vapor.

Se tivermos mistura temos que calcular o nosso título:

Aplicando a fórmula do volume específico médio:

v = v S + x ∙ v S V

Isolando x :

x = v - v S v V - v S

A diferença entre os volumes específicos de cada fase configura o volume da mistura.

x = 200 - 1,0891   466,757 - 1,0891   = 0 , 427

Resposta

a) T = 120 ° C ;   P = 198,5   k P a ; v = 0,5   m 3 / k g ; x = 0,56 ; mistura de líquido e vapor

b)   T = 99,62   ° C ;   P = 100   k P a ; v = 1,8 m 3 / k g ; x = i n d e f i n i d o ; vapor superaquecido

c)   T = - 10 ° C ;   P = 260,01   k P a ; v = 200   m 3 / k g ; x = 0,427 ; mistura de sólido e vapor

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