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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 15

Determine o título (se saturada) ou temperatura (se superaquecida) das seguintes substâncias nos dois estados dados:

  1. Água a 1: 120   ° C ;   1   m 3 / k g ; 2: 10   M P a ;   0,01   m 3 / k g
  2. Nitrogênio a 1: 1   M P a ;   0,03   m 3 / k g ; 2: 100   K ;   0,03   m 3 / k g
  3. Amônia a 1: 400   k P a ; 0,327   m 3 / k g ; 2: 1000   k P a ; 0,1   m 3 / k g
  4. R-22 a 1: 130   k P a ; 0,1   m 3 / k g ; 2: 150   k P a ; 0,17   m 3 / k g

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

A – Nós temos os seguintes dados para a água

T = 120   ° C

υ = 1   m 3 / k g

Da tabela de água saturada com valor correspondente a T = 120   ° C

υ g = 0,89186 m 3 k g

Logo,

υ > υ g

A água está em estado de superaquecimento. Agora, analisando que P = 10   M P a e novamente utilizando a tabela de água superaquecida

υ g = 0,01803 m 3 k g

υ f = 0,001452 m 3 k g

Com isso, nós temos que

υ f < υ < υ g

Logo, o fator de qualidade pode ser dado da seguinte forma

x = υ - υ f υ g - υ f = 0,515

Passo 2

B – Para o nitrogênio, nós temos que

P = 1   M P a  

υ = 0,03 m 3 k g

Para a tabela de Nitrogênio superaquecido com valor correspondente a P = 1   M P a

υ g = 0,02416 m 3 k g

Com isso,

υ > υ g

Logo, o Nitrogênio está no estado superaquecido, usando a interpolação linear para esse mesmo elemento, com valores correspondentes P = 1   M P a e υ = 0,03 m 3 k g

T = 103,73 + 0,03 - 0,02416 0,03117 - 0,02416 ∙ 120 - 103,73 = 117,28   K

Passo 3

Já temos a temperatura, então temos que

υ g = 0,003120 m 3 k g

υ f = 0,001452 m 3 k g

Portanto, nós temos que

υ f < υ < υ g

Logo, o fator de qualidade na mistura de vapor e líquido é igual a

x = υ - υ f υ g - υ f = 0,9596

Resposta

a )   T = 120 ° C

x = 0,515

b )   T = 117,28   K

x = 0,9596

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