Determine a fase ou as fases de um sistema que consiste em
nas seguintes condições e esboce os diagramas p-u e T-u mostrando a localização de cada estado.
(a)
.
(a)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente determinar em qual fase a água (
) está sob certas condições de pressão e temperatura. Além disso, a gente precisa desenhar os diagramas pressão-energia interna (
-
) e temperatura-energia interna (
-
) marcando onde está esse estado. Para resolver isso, vamos precisar entender o diagrama de fases da água e usar tabelas de propriedades da água para comparar as condições dadas.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as unidades para facilitar a consulta nas tabelas. A pressão já está em
, que é 689,5 kPa, e a temperatura está em Celsius:
.
Passo 3
Agora, precisamos consultar a tabela de saturação da água para a pressão de 689,5 kPa. A tabela de saturação nos dá a temperatura na qual a água muda de fase (do líquido para o vapor ou vice-versa) para uma dada pressão.
Passo 4
Na tabela de saturação, verificamos que para
, a temperatura de saturação (
) da água é aproximadamente
. Isso significa que a água vai começar a vaporizar a essa temperatura.
Passo 5
Comparando a temperatura dada com a temperatura de saturação:
Como
, a água está abaixo da temperatura de vaporizar completamente. Portanto, a água está na fase líquida.
Passo 6
Com base nisso, vamos esboçar os diagramas:
- Diagrama
- : Vamos marcar o ponto na região líquida, abaixo da curva de saturação. - Diagrama
- : Similarmente, o ponto estará na região de líquido puro, abaixo da linha de saturação.
Resposta
A água está na fase líquida sob as condições dadas (
e
). Nos diagramas
-
e
-
, o estado está localizado na região de líquido puro, abaixo das curvas de saturação.