O vapor superaquecido está dentro de um volume rígido a e 4 MPa . A energia é liberada do vapor, resultando na diminuição da pressão. Determine a pressão que faria com que o vapor começasse a condensar.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O problema fala sobre vapor superaquecido dentro de um volume fixo a uma temperatura de e pressão de 4 MPa. Quando o vapor libera energia, tanto a temperatura quanto a pressão diminuem. A gente precisa descobrir qual será a pressão na qual o vapor começará a condensar, ou seja, passar de gasoso para líquido.
Para resolver isso, vamos precisar entender sobre pressão de saturação e usar tabelas de propriedades do vapor d’água. A pressão de saturação é a pressão na qual a água começa a condensar a uma determinada temperatura.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a temperatura inicial do vapor, que é . Com essa temperatura, vamos procurar nas tabelas de vapor d’água a pressão de saturação correspondente. Isso significa encontrar a pressão na qual a água começaria a condensar a .

Passo 3

Consultando as tabelas de vapor d’água (que você pode encontrar em livros de termodinâmica ou online), vemos que a pressão de saturação da água a é aproximadamente 2473 kPa, ou seja, 2,473 MPa.

Passo 4

Como o volume é rígido (fixed volume), quando o vapor libera energia, ele não pode expandir. Portanto, a pressão dentro do volume diminuirá à medida que a temperatura diminui. Quando a pressão atinge a pressão de saturação de 2,473 MPa a , é nesse ponto que o vapor começa a condensar.

Resposta

A pressão na qual o vapor começa a condensar é 2,473 MPa.

Exercícios relacionados

Um ovo comum pode ser considerado uma esfera com diâmetro de cujas propriedades são aproximadamente e . O ovo está inicialmente a uma temperatura uniforme de e é colocado na água fervendo a . Tomando o coeficiente de transferência de calor por convecção , determinar quanto tempo vai demorar para o centro do ovo chegar a .
Cinco kg de vapor de água saturada a são resfriados à temperatura constante para um líquido saturado. Qual é a variação na pressão? A variação na energia interna total? A variação na entalpia total?
Aquecimento de placas de bronze em forno
Em uma instalação de produção, grandes placas de latão de 4 cm de espessura, que estão incialmente a uma temperatura uniforme de , são aquecidas passando-as por um forno que é mantido a . As placas permanecem no forno por um período de 7 minutos. Tomando o coeficiente combinado de transferência de calor por convecção e radiação , determine a temperatura da superfície da chapa quando elas saem do forno.
O pneu de uma bicicleta com diâmetro de 1 m é bombeado a 500 kPa . Presume-se que tenha uma seção transversal circular com diâmetro de 2 cm . Determine a massa de ar caso o pneu seja enchido a .