Determine se a água é um vapor superaquecido, um líquido comprimido ou se ela está saturada, usando a tabela de propriedades dada. Considere o seguinte caso:
, e .
Passo 1
Para saber se a água está em uma dessas três opções. Devemos comparar sua energia interna específica com as energias internas específicas do vapor saturado e do líquido saturado . Mas como podemos fazer essa comparação se o enunciado só mostra valores de entalpia específica na tabela? Convertendo os valores de entalpia para energia interna!
E como fazemos essa conversão? Reorganizando a fórmula de entalpia!
Usando essa fórmula, podemos converter para e para .
O enunciado informa que:
Para achar , , e temos que usar a tabela de saturação. Os valores estão na mesma linha da pressão de .
Porém ele não informa diretamente. Para calculá-lo, precisamos lembrar que:
Temos todos esses valores. Agora é só aprender a descobrir a fase da água! Faremos isso na próxima etapa.
Passo 2
Agora vamos comparar esses valores com as condições de saturação da água informadas pela tabela!
Se a energia interna específica for maior que a energia interna específica do vapor saturado a de pressão , então a água é um vapor superaquecido.
Se for menor que a energia interna específica do líquido saturado a de pressão , a água é um líquido comprimido.
Por fim, se o valor de estiver entre e , a água está saturada.
Sabendo disso vamos achar as três energias internas (, e ) e fazer a comparação!
Passo 3
Vemos que para as energias internas do líquido saturado e vapor saturado são:
Podemos calcular achar a energia interna específica da água pela fórmula.
Comparando essa energia interna específica com as energias internas de saturação, vemos que:
Logo a água é um vapor superaquecido!
Resposta
A água é um vapor superaquecido.