Complete esta tabela para H2 O :
T, ^circ C P, kPa h , k J / k g x Descrição da fase
200 0,7
140 1.800
950 0,0
80 500
800 3.162,2

Passo 1

Beleza, temos um exercício onde precisamos completar uma tabela com propriedades do H2O (água). A tabela tem colunas para Temperatura ( T), Pressão ( P), Entalpia específica ( h), Fração de vapor ( x) 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 P é 200 kPa e a fração de vapor x é 0,7. A fração de vapor indica que temos uma mistura de líquido e vapor. Para encontrar a temperatura T e a entalpia específica h, precisamos consultar as tabelas de vapor para a pressão de 200 kPa.
Na tabela de vapor para P = 200 kPa:
  • A temperatura de saturação Ts é aproximadamente 120,21°C.
  • A entalpia do líquido saturado hf é cerca de 504,7 kJ/kg.
  • A entalpia do vapor saturado hg é aproximadamente 2705,5 kJ/kg.
Como x = 0,7, podemos calcular h usando a fórmula:
h = hf + x cdot hfg
onde hfg = hg - hf = 2705,5 - 504,7 = 2200,8 kJ/kg.
Então:
h = 504,7 + 0,7 cdot 2200,8 approx 504,7 + 1540,56 = 2045,26 kJ/kg
Descrição da fase: Como x = 0,7, temos uma mistura de líquido e vapor, ou seja, Mistura Bifásica.

Passo 3

Na segunda linha, a temperatura T é 140°C e a entalpia h é 1.800 kJ/kg. Precisamos encontrar a pressão P e a fração de vapor x.
Vamos verificar na tabela de vapor qual a pressão de saturação para T = 140°C. A pressão de saturação correspondente é aproximadamente 318,42 kPa.
Agora, com T = 140°C:
  • hf approx 590,1 kJ/kg
  • hg approx 2705,5 kJ/kg
  • hfg = hg - hf approx 2705,5 - 590,1 = 2115,4 kJ/kg
Usando a fórmula para h:
h = hf + x cdot hfg
Rearranjando para encontrar x:
x = h - hfhfg = 1800 - 590,12115,4 approx 1209,92115,4 approx 0,571
Descrição da fase: Como 0 < x < 1, temos uma Mistura Bifásica.

Passo 4

Na terceira linha, a pressão P é 950 kPa e a fração de vapor x é 0,0, o que significa que estamos lidando apenas com líquido saturado. Precisamos encontrar T e h.
Consultando a tabela de vapor para P = 950 kPa:
  • A temperatura de saturação Ts é aproximadamente 181,06°C.
  • A entalpia do líquido saturado hf é cerca de 761,1 kJ/kg.
Como x = 0, significa que estamos apenas com líquido, então:
h = hf = 761,1 kJ/kg
Descrição da fase: Apenas Líquido Saturado.

Passo 5

Na quarta linha, a temperatura T é 80°C e a pressão P é 500 kPa. Precisamos encontrar h, x e a descrição da fase.
Primeiro, vamos verificar o estado da água a esses valores. A pressão de saturação para T = 80°C 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 h, 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 h approx hf para a pressão de 500 kPa e T = 80°C.
Estimando:
  • h approx 334,5 kJ/kg (valor aproximado para água líquida a alta pressão)
Descrição da fase: Líquido Comprimido.

Passo 6

Na quinta linha, a pressão P é 800 kPa e a entalpia h é 3.162,2 kJ/kg. Vamos encontrar T, x e a descrição da fase.
Primeiro, verificar a temperatura de saturação para P = 800 kPa. Aproximadamente, Ts approx 170°C.
Agora, com h = 3162,2 kJ/kg, que é maior que a entalpia do vapor saturado hg approx 2705,5 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 T exato, precisaríamos das tabelas de vapor superaquecido para 800 kPa e h = 3162,2 kJ/kg, mas geralmente, isso indica que a água está em estado vapor superaquecido a uma temperatura acima de Ts.
Descrição da fase: Vapor Superaquecido.

Resposta

A tabela completa fica assim:
T, ^circ C P, kPa h , k J / k g x Descrição da fase
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

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