59. Um arranjo pistão-cilindro contém 0,8 kg de vapor de água a 300 °C e 1 MPa. O vapor é resfriado a pressão constante até que metade da massa condense.

(a) Mostre o processo em um diagrama T-v.

(b) Encontre a temperatura final.

(c) Determine a variação do volume.

Letra (b)

Para encontrar a temperatura final do sistema devemos perceber que no estado final dentro do cilindro teremos uma mistura de liquído e vapor uma vez que ele fala que só a metade da massa se condensa. Sendo assim, para encontrar a temperatura podemos utilizar a pressão, pois o enunciado informa que a mesma se mantém constante. Com isso, ao olhar na Tabela A-5, procuramos pela temperatura de saturação correspondente à pressão de .

Letra (c)

Para determinar a variação de volume temos que procurar os volumes específicos nas condições iniciais e finais. Sendo assim:

Quanto ao volume específico no caso 2 devemos fazer algumas ´´jogadinhas´´. Podemos utilizar a equação de volume médio desenvolvida ao longo do capítulo (3-4), pois como no caso 2 estamos diante de uma mistura de líquido e vapor saturado o seu volume estará entre os valores de volume especifico de liquido saturado e de vapor saturado. Sendo assim ao consultar a tabela podemos escrever o seguinte:

Assim,