Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 138
Uma determinada quantidade de água inicialmente a 300 kPa e 0,5 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 e , 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 e , 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 e possui o volume específico igual a , nessas condições, verificamos na tabela que a temperatura na qual ela se encontra é de .
- No estado 2 a água é vapor saturado, ou seja, possui o título igual a 1 e possui pressão de , analisando a tabela, encontramos que seu volume específico será equivalente a e sua temperatura será de .
- No estado 3 a água possui uma pressão de e mantém seu volume específico igual a , e nessas condições encontramos que a sua temperatura é de .
Passo 2
Vamos utilizar o EES para plotar os diagramas e , assim:
Note que o diagrama 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 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 :)