Um tanque rígido contém vapor de água a
e uma pressão desconhecida. Quando o tanque é arrefecido para
, 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.