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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 61

61 Uma panela de pressão (recipiente fechado) contém água a 100 °C e o volume ocupado pela fase líquida é 1/10 do ocupado pela fase vapor. A água é, então, aquecida até que a pressão atinja 2,0 MPa. Calcule a temperatura final do processo e a nova relação entre os volumes das fases.

Passo 1

Bemmm... vamos lá... essa questão vai ser um pouco só complexa, mas dá pra gente ir fazendo direitinho...

Vamos precisar lembrar do volume específico:

v = V / m

E de título:

x = m v m l + m v

Ahhhh... também de alguns dados de tabela lá de trás.

Passo 2

Vamos lá, então... Como a fase líquida ocupa 1/10, então:

V l = V v 10

m l v l = m v v v 10

Vamos isolar um:

m v = 10 m l v l v v

Daí podemos achar o título:

x 1 = m v m v + m f

x 1 = 10 m l v l v v m l + 10 m l v l v v

x 1 = 10 v l 10 v l + v v

E os volumes específicos a gnete pega na tabela B.1.1:

x 1 = 10 × 0,001044 10 × 0,001044 + 1,6729

x 1 = 0,0062

E daí, o volume específico no início:

v 1 = v l + x 1 v l v

v 1 = 0,001044 + 0,0062 × 1,67185

v 1 = 0,01141   m 3 / k g

Passo 3

E para o estado final (2 MPa) temos:

v 2 = v 1 = 0,01141   m 3 / k g

E como v 1 < v v (olhando na tabela B.1.3) então temos duas fases.

v 2 = v v + x 2 v l v

0,01141 = 0,001177 + x 2 × 0,09845

x 2 = 0,104

Daí a temperatura, então, que tem duas fases, vai ser a temperatura de saturação nessa pressão (tabela B.1.2):

T 2 = 212,42 ° C

Resposta

T 2 = 212,42 ° C

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