Complete esta tabela para
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Descrição da fase |
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200 | 0,7 | |||
140 | 1.800 | |||
950 | 0,0 | |||
80 | 500 | |||
800 |
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Passo 1
Beleza, temos um exercício onde precisamos completar uma tabela com propriedades do
(água). A tabela tem colunas para Temperatura (
), Pressão (
), Entalpia específica (
), Fração de vapor (
) e Descrição da fase. Vamos precisar usar conceitos de termodinâmica, especialmente as propriedades da água em equilíbrio de fases, e talvez consultar tabelas de vapor para encontrar os valores que faltam.
Passo 2
Vamos começar preenchendo a primeira linha da tabela, onde sabemos que a pressão
é 200 kPa e a fração de vapor
é 0,7. A fração de vapor indica que temos uma mistura de líquido e vapor. Para encontrar a temperatura
e a entalpia específica
, precisamos consultar as tabelas de vapor para a pressão de 200 kPa.
Na tabela de vapor para
kPa:
- A temperatura de saturação
é aproximadamente 120,21°C. - A entalpia do líquido saturado
é cerca de 504,7 kJ/kg. - A entalpia do vapor saturado
é aproximadamente 2705,5 kJ/kg.
Como
, podemos calcular
usando a fórmula:
onde
kJ/kg.
Então:
Descrição da fase: Como
, temos uma mistura de líquido e vapor, ou seja, Mistura Bifásica.
Passo 3
Na segunda linha, a temperatura
é 140°C e a entalpia
é 1.800 kJ/kg. Precisamos encontrar a pressão
e a fração de vapor
.
Vamos verificar na tabela de vapor qual a pressão de saturação para
. A pressão de saturação correspondente é aproximadamente 318,42 kPa.
Agora, com
:
-
kJ/kg -
kJ/kg -
kJ/kg
Usando a fórmula para
:
Rearranjando para encontrar
:
Descrição da fase: Como
, temos uma Mistura Bifásica.
Passo 4
Na terceira linha, a pressão
é 950 kPa e a fração de vapor
é 0,0, o que significa que estamos lidando apenas com líquido saturado. Precisamos encontrar
e
.
Consultando a tabela de vapor para
kPa:
- A temperatura de saturação
é aproximadamente 181,06°C. - A entalpia do líquido saturado
é cerca de 761,1 kJ/kg.
Como
, significa que estamos apenas com líquido, então:
Descrição da fase: Apenas Líquido Saturado.
Passo 5
Na quarta linha, a temperatura
é 80°C e a pressão
é 500 kPa. Precisamos encontrar
,
e a descrição da fase.
Primeiro, vamos verificar o estado da água a esses valores. A pressão de saturação para
é aproximadamente 47,37 kPa. Como a pressão dada (500 kPa) é maior que a pressão de saturação para essa temperatura, o sistema está em estado supercrítico. No entanto, isso não é comum para água; provavelmente, há um erro de interpretação. Mais realisticamente, a água a 80°C e 500 kPa estaria comprimida, ou seja, em estado de líquido comprimido.
Para encontrar
, precisaríamos de tabelas específicas para água comprimida, mas geralmente, a entalpia de líquido comprimido é próxima à entalpia do líquido saturado a uma pressão similar. Para simplificação, podemos assumir que
para a pressão de 500 kPa e
.
Estimando:
-
kJ/kg (valor aproximado para água líquida a alta pressão)
Descrição da fase: Líquido Comprimido.
Passo 6
Na quinta linha, a pressão
é 800 kPa e a entalpia
é 3.162,2 kJ/kg. Vamos encontrar
,
e a descrição da fase.
Primeiro, verificar a temperatura de saturação para
kPa. Aproximadamente,
.
Agora, com
kJ/kg, que é maior que a entalpia do vapor saturado
kJ/kg para 200 kPa (esse valor varia com a pressão). Como o valor fornecido é maior que o de vapor saturado, estamos no estado de vapor superaquecido.
Para determinar
exato, precisaríamos das tabelas de vapor superaquecido para 800 kPa e
kJ/kg, mas geralmente, isso indica que a água está em estado vapor superaquecido a uma temperatura acima de
.
Descrição da fase: Vapor Superaquecido.
Resposta
A tabela completa fica assim:
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Descrição da fase |
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120,21 | 200 | 2045,26 | 0,7 | Mistura Bifásica |
140 | 318,42 | 1800 | 0,571 | Mistura Bifásica |
181,06 | 950 | 761,1 | 0,0 | Líquido Saturado |
80 | 500 | 334,5 | - | Líquido Comprimido |
- | 800 | 3162,2 | - | Vapor Superaquecido |