Um conjunto cilindro – pistão opera a pressão constante e contém água. Inicialmente, o volume ocupado pela água e o título são iguais a e . Um aquecedor é ligado e a água é aquecida com uma taxa de transferência de calor igual a . Qual é o tempo necessário para que todo o líquido evapore?

Para calcular o calor transferido vamos utilizara a equação da energia:

Como a pressão é constante, temos que a fórmula do trabalho pode ser definida por:

Portanto, vamos por partes, primeiro vamos calcular o trabalho.

Para o cálculo do trabalho temos que encontrar o volume do estado final.

Para determinar o calor transferido precisamos determinar a massa do sistema.

Como temos o volume inicial e podemos encontrar o volume específico inicial, temos que a massa fica:

Para calcular o volume específico médio, fica:

Olhando na tabela da água com a pressão de temos que o volume específico das fases líquido e vapor é:

A diferença entre cada volume configura o volume da fase líquida e vapor.

Portanto, a massa fica:

Sabemos que no estado final temos a pressão igual a e também que estamos na fase de vapor, portanto:

Com o volume específico encontrado, temos que o trabalho é:

Para finalizar e conseguirmos calcular o calor transferido, vamos ter que encontrar a energia interna de cada estado.

Para o estado inicial, temos sabemos que temos uma mistura, logo, olhando na tabela , temos:

Para estado final temos a mesma pressão, mas, sabemos que temos apenas vapor:

Com cada energia interna, temos que o calor transferido fica:

E para finalizar, o tempo que levaria para que toda água evaporasse é de:

É isso galera, valeu!