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Enunciado

Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 9

Determine a variação de volume, em ft3, quando 1 lb (0,45 kg) de água, inicialmente como líquido saturado, é aquecida até o estado de vapor saturado enquanto a pressão permanece constante a 1,0; 14,7; 100; e 500, todos em lbf/in2 (6,9; 101,3; 689,5; 3447,4, todos em kPa). Comente.

Passo 1

Ooopa, beleza?

Vamos lá fazer mais uma questão de termodinâmica!

Passo 2

Obtendo as propriedades da tabela “Propriedades de Água Saturada – Tabela de Pressão” em p = 1   l b f / i n 2 .

  • Volume específico de líquido saturado: v f = 0,01614   f t 3 / l b
  • Volume específico de vapor saturado: v g = 333,6   f t 3 / l b

    • Calculando a mudança no volume específico

    Δ v = v 2 - v 2 = v g - v f = 333,6 - 0,01614 f t 3 / l b = 333,5838   f t 3 / l b

    Calculando a mudança de volume

    Δ V = m ⋅ Δ v = 1 l b 333,5838   f t 3 / l b = 333,5838   f t 3

    Passo 3

    Obtendo as propriedades da tabela “Propriedades de Água Saturada – Tabela de Pressão” em p = 14,7   l b f / i n 2 .

  • Volume específico de líquido saturado: v f = 0,01672   f t 3 / l b
  • Volume específico de vapor saturado: v g = 26,8   f t 3 / l b

    • Calculando a mudança no volume específico

    Δ v = v 2 - v 2 = v g - v f = 26,8 - 0,016 72 f t 3 / l b = 26,78328   f t 3 / l b

    Calculando a mudança de volume

    Δ V = m ⋅ Δ v = 1 l b 26,78328   f t 3 / l b = 26,78328   f t 3

    Passo 4

    Obtendo as propriedades da tabela “Propriedades de Água Saturada – Tabela de Pressão” em p = 100   l b f / i n 2 .

  • Volume específico de líquido saturado: v f = 0,01 774   f t 3 / l b
  • Volume específico de vapor saturado: v g = 4,434   f t 3 / l b

    • Calculando a mudança no volume específico

    Δ v = v 2 - v 2 = v g - v f = 4,434 - 0,01774 f t 3 / l b = 4,41626   f t 3 / l b

    Calculando a mudança de volume

    Δ V = m ⋅ Δ v = 1 l b 4,41626   f t 3 / l b = 4,41626   f t 3

    Passo 5

    Obtendo as propriedades da tabela “Propriedades de Água Saturada – Tabela de Pressão” em p = 5 00   l b f / i n 2 .

  • Volume específico de líquido saturado: v f = 0,01 975   f t 3 / l b
  • Volume específico de vapor saturado: v g = 0,928   f t 3 / l b

Calculando a mudança no volume específico

Δ v = v 2 - v 2 = v g - v f = 0,928 - 0,01 975 f t 3 / l b = 0,90825   f t 3 / l b

Calculando a mudança de volume

Δ V = m ⋅ Δ v = 1 l b 0,90825   f t 3 / l b = 0,90825   f t 3

Resposta

p = 1   l b f / i n 2 :   Δ V = 333,5838   f t 3

p = 1 4,7   l b f / i n 2 :   Δ V = 26,78328   f t 3

p = 100   l b f / i n 2 :   Δ V = 4,41626   f t 3

p = 500   l b f / i n 2 :   Δ V = 0,90825   f t 3

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