Água em estado líquido comprimido entra em um tubo capilar a
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
- Temperatura (
-
Condição Final:
- Pressão (
): - Temperatura (
): Vamos assumir que a temperatura permanece constante, ou seja, , já que não foi mencionado um aquecimento ou resfriamento.
- Pressão (
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 (
) 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
- Volume específico
-
Para
: - Volume específico
- Volume específico
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
.
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