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.
(d) T=70^circ F(21,1^circ), P=20 lbf / in 2(137,9 kPa).

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente descobrir em que fase (sólido, líquido ou gasoso) está a água nas condições dadas: temperatura de 21,1^circ C e pressão de 137,9 kPa. Para resolver isso, vamos usar o diagrama de fases da água, que mostra quais fases estão presentes dependendo da temperatura e da pressão.

Passo 2

Primeiro, vamos dar uma olhada no diagrama de fases da água. Esse diagrama basicamente divide o espaço das condições de temperatura e pressão em três regiões principais: sólido, líquido e gasoso. Tem também as linhas de equilíbrio entre essas fases, como a linha de fusão e a de ebulição.

Passo 3

Agora, vamos colocar nossas condições no diagrama. A temperatura é 21,1^circ C, que está acima de 0^circ C (ponto de fusão da água) e abaixo de 100^circ C (ponto de ebulição a 1 atm). A pressão é 137,9 kPa, que é um pouco maior que a pressão atmosférica padrão ( 101,3 kPa).

Passo 4

Observando onde 21,1^circ C e 137,9 kPa se encontram no diagrama, vemos que estamos na região líquida. Isso porque a temperatura está na faixa onde a água pode existir como líquido, e a pressão é suficiente para manter a água nessa fase, evitando que evapore facilmente.

Passo 5

Então, concluindo, nas condições dadas de 21,1^circ C e 137,9 kPa, a água está na fase líquida. Nos diagramas p-u e T-u, isso seria representado como um ponto na região líquida, indicando que a água está em estado líquido nessas condições.

Resposta

A água está na fase líquida nas condições de 21,1^circ C e 137,9 kPa.

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