Enunciado

Determine o volume específico da água na condição de vapor a 20 MPa e 400 C, em mkg, utilizando (a) as tabelas de vapor. (b) o diagrama de compressibilidade. (c) a equação de Redlich-Kwong. (d) a equação de van der Waals. (e) a equação de estado de gás ideal.

Passo 1

Faaala, galerinhaaa!!

A letra (a) nos pede o volume específico da água dado na tabela de vapor. Se buscarmos, encontraremos que o volume específico será v = 0,00998 m³/kg.

A letra (b) nos pede o volume específico da água pelo diagrama de compressibilidade. Logo, teremos:

p * V = Z R T → V = Z R T / p   ,   c o m   Z = 0,65

Assim, teremos:

v = 0,65 * [ ( 8314 / 18,02 ) * 673 ] / 20 * 1 0 6 = 0,65 * 0,0155 = 0,0101   m ³ / k g

Passo 2

Em (c), vamos encontrar o volume pela equação de Redlich-Kwong. Nós temos que a equação é dada por: p = ( R T / V - b ) - [ a / ( V * ( V + b ) * T ) ]

Vamos substituir os valores na fórmula:

200 = 55,953 V - 0,0211 - 5,496 V ( V + 0,0211 ) * 673

Aqui, teremos:

V = 0,00999 m³/kg.

Passo 3

Em (d), vamos encontrar o volume pela equação de Van der Waals, dada por:

p = ( R T / V - b ) - a / ( V ² )

Substituindo os valores, teremos:

200 = 8314 * 673 V - 0,0305 - 5,531 V ²

Resolvendo, encontraremos v:

v = 0,01032 m³/kg.

Resposta

a) 0,00998 m³/kg.

b) 0,01010 m³/kg

c) 0,00999 m³/kg.

d) 0,01032 m³/kg.

Ver Outros Exercícios desse livro