Água em estado líquido comprimido entra em um tubo capilar a 180^circ C e 2000 kPa . Sabendo que este dispositivo foi projetado para diminuir a pressão do fluido em 4 vezes determine o volume específico na saída do tubo capilar.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre água líquida comprimida que entra em um tubo capilar a uma temperatura de e uma pressão de 2000 kPa. O objetivo é descobrir o volume específico da água na saída do tubo, considerando que a pressão é reduzida em 4 vezes.
Aqui, estamos lidando com termodinâmica, especificamente com propriedades dos fluidos. Para resolver, vamos precisar entender como a pressão afeta o volume específico da água e utilizar tabelas de propriedades da água ou equações que relacionam essas variáveis.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as condições iniciais e finais do sistema:
  • Condição Inicial:
    • Temperatura ( ):
    • Pressão ( ): 2000 kPa
  • Condição Final:
    • Pressão ( ):
    • Temperatura ( ): Vamos assumir que a temperatura permanece constante, ou seja, , já que não foi mencionado um aquecimento ou resfriamento.

Passo 3

Agora, precisamos entender o que é volume específico. O volume específico ( ) é o volume ocupado por unidade de massa de uma substância. É uma propriedade intensiva, ou seja, não depende da quantidade de material.
Para líquidos incompressíveis como a água, o volume específico muda muito pouco com a variação de pressão. Porém, como estamos trabalhando com água em uma condição de alta pressão, é importante verificar se há uma mudança significativa no volume específico com a redução da pressão.

Passo 4

Vamos usar as tabelas de propriedades da água para encontrar o volume específico nas condições iniciais ( v2 = v1 times (1 + beta (P2 - P1)) ) e finais ( ).
Primeiro, buscamos na tabela para e o volume específico . Depois, para mantendo a mesma temperatura, encontramos .
Se não tivermos acesso às tabelas, podemos usar a aproximada fórmula para líquidos incompressíveis:
Onde:
  • é o coeficiente de compressibilidade da água.
  • e são as pressões inicial e final.
Mas, para simplificar, usaremos os valores tabelados.

Passo 5

Consultando as tabelas de propriedades da ��gua a :
  • Para :
    • Volume específico ³
  • Para :
    • Volume específico ³
Observamos que a mudança no volume específico é mínima, o que confirma que a água se comporta quase como incompressível nessas condições.

Resposta

O volume específico na saída do tubo capilar é aproximadamente ³.

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