Vapor com título 0.85 está contido em um recipiente rígido a uma pressão de
. Calor é então adicionado até que a temperatura atinja
. Determine as pressões finais.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos vapor com título de 0,85 dentro de um recipiente rígido (ou seja, com volume constante) a uma pressão de 200 kPa. A gente vai adicionar calor até que a temperatura chegue a 400°C. Nosso objetivo é descobrir qual será a pressão final nesse recipiente depois de todo esse aquecimento. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre as propriedades do vapor d’água e como elas se comportam quando alteramos a temperatura em um recipiente de volume fixo.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que temos e o que precisamos encontrar:
-
Dados:
- Título inicial (
) = 0,85 - Pressão inicial (
) = 200 kPa - Temperatura final (
) = 400°C - Volume é constante (recipiente rígido)
- Título inicial (
-
O que precisamos encontrar:
- Pressão final (
)
- Pressão final (
Passo 3
Agora, vamos entender o que significa o título de 0,85. O título (
) indica a proporção de vapor na mistura de líquido e vapor. Um título de 0,85 significa que 85% da mistura é vapor e 15% é líquido.
Para encontrar o volume específico inicial (
), que é o volume por unidade de massa, usamos a seguinte fórmula:
Onde:
-
= volume específico do líquido saturado -
= volume específico do vapor saturado
Vamos consultar as tabelas de vapor para encontrar
e
a 200 kPa.
Passo 4
Consultando as tabelas de vapor a 200 kPa:
-
(líquido saturado) ≈ 0,001157 m³/kg -
(vapor saturado) ≈ 0,12736 m³/kg
Agora, calculamos o volume específico inicial (
):
Passo 5
Como o volume é constante, o volume específico final (
) será o mesmo que o volume específico inicial (
):
Queremos encontrar a pressão final (
) quando a temperatura atinge 400°C. Para isso, vamos consultar as tabelas de vapor superaqueçado a 400°C e procurar pelo volume específico
.
Passo 6
Consultando as tabelas de vapor superaqueçado a 400°C, encontramos que para
, a pressão final (
) é aproximadamente 2.030 kPa.
Resposta
A pressão final do vapor no recipiente após o aquecimento até 400°C é de aproximadamente 2.030 kPa.