O vapor superaquecido está dentro de um volume rígido a 400^circ C 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 400^circ C 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 400^circ C. 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 400^circ C.

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 400^circ C 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 400^circ C, é nesse ponto que o vapor começa a condensar.

Resposta

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

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