Uma determinada quantidade de água inicialmente a 300 kPa e 0,5 m 3 / k g está contida em um dispositivo pistão-cilindro equipado com batentes de modo que a água suporta o peso do pistão e da força da atmosfera. A água é aquecida até atingir o estado de vapor saturado, e o pistão repousa contra os batentes. Com o pistão contra os batentes, a água é aquecida ainda mais até que a pressão seja de 600 kPa. Nos esboços dos diagramas P - υ e T - υ , considerando as linhas de saturação, verifica-se que a curva do processo passa pelos estados inicial e final da água. Identifique os estados no processo como 1, 2 e 3. Em ambos os diagramas P - υ e T - υ , esboce as isotermas passando pelos estados e mostre seus calores, em °C, nas isotermas.

Passo 1

Analisando as tabelas de vapor da água conseguimos encontrar algumas propriedades dos estados durante o processo, daí, temos:

  • No estado 1 a água está a uma pressão de P 1 = 300   k P a   e possui o volume específico igual a υ 1 = 0,5   m 3 / k g , nessas condições, verificamos na tabela que a temperatura na qual ela se encontra é de T 1 = 133,5   ° C .
  • No estado 2 a água é vapor saturado, ou seja, possui o título igual a 1 ( x 2 = 1 ) e possui pressão de P 2 = 300   k P a , analisando a tabela, encontramos que seu volume específico será equivalente a υ 2 = 0,6058   m 3 / k g e sua temperatura será de T 2 = 133,5   ° C .
  • No estado 3 a água possui uma pressão de P 3 = 600   k P a   e mantém seu volume específico igual a υ 3 = 0,6058   m 3 / k g , e nessas condições encontramos que a sua temperatura é de T 3 = 517,8   ° C .

Passo 2

Vamos utilizar o EES para plotar os diagramas P - υ e T - υ , assim:

Note que o diagrama P - υ representa nosso processo de forma correta, a água no estado 1 está dentro da binoidal, representando uma mistura líquido-vapor. Após aquecermos, ela mantém a sua pressão, mas aumenta seu volume específico, chegando na linha de saturação, temos então um vapor saturado. Após isso, continuamos fornecendo calor, daí, temos um aumento de pressão, fazendo o vapor saturado virar vapor superaquecido.

O diagrama T - υ também representa nosso processo muito bem, da pra ver o caminho do processo saindo de uma mistura liquido-vapor em 1 para um vapor saturado em 2, e, após isso, a saída do vapor saturado em 2 para um vapor superaquecido em 3.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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