Enunciado

Um tanque rígido de 1 m³ contém 10 kg de água (em qualquer fase ou fases) a 160 °C. A pressão do tanque é de

(a) 3 kg (b) 9 kg (c) 26 kg (d) 35 kg (e) 52 kg

Passo 1

O enunciado do problema pede para encontrarmos a massa em 3 m³ de vapor de água.

Para calcular a massa, devemos antes encontrar o volume específico na condição de 4MPa e 500 ° C a partir das suas tabelas termodinâmicas.

Consultando a Tabela A-5 (página 917) de líquido-vapor saturados, vemos que para uma pressão de 4 MPa (4000 kPa) a temperatura de saturação da água é de 250,35°C. Como T = 500 °C >   T s a t , então a água está num estado de vapor superaquecido.

A Tabela A-6 (página 920) apresenta as propriedades da água em uma condição de vapor superaquecido. Entrando com os valores de temperatura e pressão apresentados no enunciado, podemos encontrar o valor do volume específico:

P =   4   M P a T =   500   ° C   → ν = 0,08644   m ³ / k g  

Resposta

Para calcular a massa de água, basta dividir o volume de 3 m³ de água pelo volume específico encontrado no passo anterior:

m =   V ν =   3   m ³ 0,08644   m ³ / k g   = 34,71   k g

Arredondando para o valor inteiro mais próximo, a resposta é 35 kg, letra (d).

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