Um reservatório rígido e fechado de volume 0,5 m^3 é colocado sobre uma placa aquecida. Inicialmente o reservatório contém uma mistura bifásica de água líquida e vapor dágua saturado a P1=100 kPa com um título de 0,5 . Após o aquecimento, a pressão no reservatório é P2=150 kPa. Pede-se
a temperatura em ^circ C, em cada estado. T1=99,62^circ C, T2=111,37^circ C

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um reservatório rígido e fechado de 0,5 m³ colocado numa placa aquecida. Inicialmente, ele contém uma mistura de água líquida e vapor d’água saturado a uma pressão de 100 kPa, com um título (ou qualidade) de 0,5. Após o aquecimento, a pressão sobe para 150 kPa. Nosso objetivo é descobrir a temperatura em cada estado, ou seja, antes e depois do aquecimento. Vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente propriedades de misturas bifásicas em equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa que o reservatório é rígido e fechado. Isso quer dizer que o volume não muda durante o processo e não há troca de massa com o ambiente. Então, o volume total permanece constante em 0,5 m³.

Passo 3

A mistura dentro do reservatório inicialmente está em estado bifásico, ou seja, temos tanto líquido quanto vapor d’água. A qualidade (ou título) é a fração de vapor na mistura. Um título de 0,5 indica que metade do conteúdo é vapor e a outra metade é líquido.

Passo 4

Para encontrar a temperatura nos diferentes estados, vamos usar as tabelas de propriedades da água. Sabemos a pressão inicial (P₁ = 100 kPa) e a pressão final (P₂ = 150 kPa). Vamos procurar as temperaturas correspondentes a essas pressões em estado saturado.

Passo 5

Primeiro, vamos achar a temperatura inicial (T₁) quando P₁ = 100 kPa. Nas tabelas de água saturada, encontramos que a temperatura correspondente a 100 kPa é aproximadamente 99,62°C.

Passo 6

Agora, precisamos encontrar a temperatura final (T₂) quando a pressão sobe para 150 kPa após o aquecimento. Consultando as tabelas de água saturada, vemos que a temperatura correspondente a 150 kPa é aproximadamente 111,37°C.

Passo 7

Portanto, resumindo:

Resposta

A temperatura inicial é T1=99,62^circ C e a temperatura final após o aquecimento é T2=111,37^circ C.

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