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.
© T=212^circ F(100^circ C), P=10 lbf / in 2(68,95 kPa).

Passo 1

Primeiro, vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos um sistema composto por H2O (água) nas condições de temperatura T = 100^circC e pressão P = 10 , lbf/in^2 (que é aproximadamente 68,95 , kPa). Nosso objetivo é determinar em que fase a água se encontra nessas condições e esboçar os diagramas de pressão-entropia ( p- u) e temperatura-entropia ( T- u).
Para resolver isso, vamos precisar entender o diagrama de fases da água, que nos mostra as condições de temperatura e pressão onde a água existe como sólido, líquido ou vapor. Também vamos precisar saber a temperatura de saturação da água para a pressão dada.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a temperatura de saturação da água na pressão de 10 , lbf/in^2 ( 68,95 , kPa). A temperatura de saturação é a temperatura na qual a água muda de fase de líquido para vapor (ou vice-versa) para uma determinada pressão.
Consultando uma tabela de propriedades da água ou um diagrama de fases, encontramos que a temperatura de saturação da água a 68,95 , kPa é menor que 100^circC. Especificamente, a temperatura de saturação para 10 , lbf/in^2 é aproximadamente 80,1^circC.

Passo 3

Agora, vamos comparar a temperatura dada ( 100^circC) com a temperatura de saturação ( 80,1^circC) a 10 , lbf/in^2.
Como 100^circC é maior que 80,1^circC, isso significa que a água está acima da temperatura de saturação para essa pressão. Portanto, a água não pode existir como líquido; ela está completamente na fase de vapor, ou seja, vapor superaquecido.

Passo 4

Com base nisso, podemos concluir que, nas condições dadas ( T = 100^circC e P = 10 , lbf/in^2), a água está na fase de vapor.
Agora, vamos esboçar os diagramas de pressão-entropia ( p- u) e temperatura-entropia ( T- u), indicando a posição desse estado.

Resposta

A $ \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$ está na fase de vapor sob as condições de H2O e 100^circC (68,95 kPa).

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