Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 28
Se os dados fornecidos forem suficientes, complete as células em branco na tabela a seguir com as propriedades da água. Na última coluna, descreva a condição da água como líquido comprimido, mistura saturada, vapor superaquecido ou informa��ão insuficiente, e, se for caso, de o título.
Passo 1
Para a realização do exercício, temos que verificar quais dados estão presentes na tabela do exercício. Por meio desses dados definiremos qual é a descrição da fase: líquido comprimido, mistura saturada, vapor superaquecido, líquido saturado ou vapor saturado. A partir dessa definição prosseguiremos com a obtenção dos valores das incógnitas de cada situação para poder completar a tabela.
Na primeira condição da tabela do exercícios, temos pressão equivalente a 200 KPa e entalpia igual a 2.706,3 KJ/Kg. Na Tabela A-5, o valor da temperatura para a respectiva pressão e para a respectiva entalpia será de 120,2 °C enquanto que o valor do volume específico será de 0,8858 m3/Kg. A entalpia fornecida no problema é a entalpia para vapor saturado. Logo, na tabela na descrição da condição teremos o vapor saturado com título (x) igual a 1.
Passo 2
Na segunda condição do problema, temos temperatura (130 °C) e o valor do título (x=0,650). Neste caso, ainda falta completar a pressão, volume específico e a entalpia. Portanto temos uma mistura de duas fases (mistura saturada). Para a mistura saturada, na Tabela A-4, encontramos o valor da pressão para a respectiva temperatura, que será de 270,3 KPa. Como é uma mistura saturada, não teremos o valor do volume específico. O valor da entalpia (h) será calculado a partir da seguinte fórmula:
De acordo com a Tabela A-4, para 130 °C valor de é 546,38 KJ/Kg enquanto que o valor de é de 2.173,7 KJ/Kg. Como o valor do título (x) foi dado na situação, logo nos resta apenas substituir os valores na equação. Sendo assim temos:
O valor obtido para a entalpia foi de 1.959,3 KJ/Kg.
Passo 3
Na terceira situação temos apenas a temperatura (400 °C) e o valor da entalpia (3.277,0 KJ/Kg). Para a determinada temperatura, não está presente na Tabela A-4 de mistura líquido-vapor saturado. Portanto, temos um caso de vapor superaquecido. Para a identificação da pressão e do volume específico, devemos utilizar a tabela A-6. Nela, para a respectiva temperatura e entalpia, encontramos a pressão de 200 KPa e o volume específico de 1,5493 m3/Kg.
Passo 4
Na quarta situação, temos disponíveis pressão (800 KPa) e temperatura (30 °C). A partir desses dados, podemos observar na Tabela A-5 que a temperatura de saturação correspondente a pressão de 800 KPa é de 170,41 °C. Logo, como a temperatura fornecida no problema é inferior a temperatura de saturação, temos um líquido comprimido. Na Tabela A-7, o valor para o volume específico e entalpia será obtido por meio da interpolação simples. Sendo assim, para obter o volume específico, têm-se:
Ao resolver a equação, obtêm-se o valor do volume específico igual a 0,001003 m3/Kg. Novamente, uma nova interpolação simples é calculada para determinar a entalpia. Sendo assim, temos:
Após resolver a equação, valor obtido da entalpia será de 125,26 KJ/Kg.
Passo 5
Na última situação galera, temos os valores da pressão (450 KPa) e temperatura (147,90 °C). Na Tabela A-5 percebemos que apenas com condições citadas no problema não conseguimos classificar em qual estado a água se encontra. Sendo assim, como não há mais nenhum outro dado, as informações são insuficientes.
Resposta
Após a realização dos cálculos necessários, agora nos falta apenas completar a tabela.
