Um tanque rígido contém vapor de água a 250^circ C e uma pressão desconhecida. Quando o tanque é arrefecido para 150^circ C, o vapor começa a condensar. Estime a pressão inicial no tanque. (Resp: 0,6 Mpa)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado diz que temos um tanque rígido com vapor d’água a 250°C e uma pressão que a gente não sabe. Quando a gente esfria esse vapor até 150°C, começa a ter condensação. Nosso objetivo aqui é descobrir qual era a pressão inicial no tanque. Para resolver isso, vamos precisar entender sobre propriedades do vapor d’água e como a temperatura afeta a pressão, usando tabelas de vapor ou gráficos de propriedades termodinâmicas.

Passo 2

Primeiro, como o tanque é rígido, o volume não muda quando a temperatura muda. Isso significa que, se a temperatura diminui e a pressão também, podemos usar a relação entre pressão e temperatura para encontrar a pressão inicial. A chave aqui é identificar a temperatura na qual começa a ocorrer a condensação, que é quando a temperatura atinge 150°C.

Passo 3

Sabemos que a condensação começa a 150°C, o que significa que 150°C é a temperatura de saturação para a pressão dentro do tanque nesse ponto. Então, para encontrar a pressão correspondente a essa temperatura de saturação, podemos usar tabelas de vapor d’água que relacionam temperatura e pressão de saturação.

Passo 4

Consultando a tabela de vapor d’água, vemos que a pressão de saturação a 150°C é aproximadamente 0,6 MPa. Isso significa que, quando a temperatura foi reduzida para 150°C, a pressão no tanque alcançou esse valor, e foi aí que começou a condensar.

Resposta

A pressão inicial no tanque era de aproximadamente 0,6 MPa.

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