Enunciado

Verificar se a água, em cada um dos estados abaixo, é líquido comprimido, um vapor superaquecido, ou uma mistura de líquido e vapor saturado: 10   M P a , 0,003   m 3 / k g ; 1   M P a , 190   ° C ; 200 ° C , 0,1   m 3 / k g e 10 k P a , 10 ° C .

Passo 1

Vamos analisar a pressão e temperatura quando fornecidas e volume específico.

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.

Irei nomear cada situação por letras para organizar melhor a resolução.

Passo 2

a) Situação de estado P = 10   M P a e v = 0,003   m 3 / k g :

Olhando na tabela B . 1.2 , utilizando 10   M P a para encontrar os volumes específicos de líquido e vapor, temos:

v l = 0,001452   m 3 / k g

v v = 0,01803   m 3 / k g

Comparando um intervalo entre os dois volumes e com o volume de estado

v l < v < v v

Como o nosso volume final se encontra entre o intervalo, temos uma mistura de líquido com vapor.

Passo 3

b)Situação de estado P = 1   M P a e T = 190   ° C

Olhando na tabela B . 1.1 com a e T = 190   ° C , para encontrar a pressão saturada, temos

P s a t = 1254,4   k P a

Comparando com a pressão de estado:

P > P s a t

Olhando na tabela B . 1.2 com a pressão de 1 M P a , temos que a temperatura saturada é:

T s a t = 179,91 ° C

Comparando:

T > T s a t

Olhando em um diagrama de fases:

A linha azul representa a faixas de saturação.

Como nosso estado possui temperatura maior que a de saturação e pressão também, temos vapor superaquecido.

Passo 4

c) Situação de estado T = 20 0   ° C e v = 0,1 m 3 / k g , repetindo o mesmo processo da letra (a).

Olhando na tabela B . 1.1 , utilizando 200 ° C para encontrar os volumes específicos de líquido e vapor, temos:

v l = 0,001 156   m 3 / k g

v v = 0,12736   m 3 / k g

Comparando um intervalo entre os dois volumes e com o volume de estado

v l < v < v v

Como o nosso volume final se encontra entre o intervalo, temos uma mistura de líquido com vapor.

Passo 5

d) Situação de estado P = 10   k P a e T = 10   ° C

Olhando na tabela B . 1.1 com a e T = 10   ° C , para encontrar a pressão saturada, temos

P s a t = 1 , 2 276   k P a

Comparando com a pressão de estado:

P > P s a t

Olhando na tabela B . 1.2 com a pressão de 10   k P a , temos que a temperatura saturada é:

T s a t = 45 , 8 1 ° C

Comparando:

T < T s a t

Olhando em um diagrama de fases:

A linha azul representa a faixas de saturação.

Como nosso estado possui temperatura menor que a de saturação e pressão de estado é maior, nosso ponto se encontra entre linha azul e verde e como temos uma pressão alta, logo, temos líquido compressível.

Resposta

10   M P a , 0,003   m 3 / k g , estado de mistura de líquido com vapor.

1   M P a , 190   ° C ; estado de vapor superaquecido.

200 ° C , 0,1   m 3 / k g , estado de mistura de líquido com vapor.

10 k P a , 10 ° C , estado líquido compressível.

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