Determine a fase ou as fases de um sistema que consiste em H2 O nas seguintes condições e esboce os diagramas p-u e T-u mostrando a localização de cada estado.
(a) P=100 lbf / in 2(689,5 kPa), T=327,86^circ F(164,37^circ C).

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.

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