Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 30
Verificar se a água, em cada um dos estados abaixo, é líquido comprimido, um vapor superaquecido, ou uma mistura de líquido e vapor saturado: , ; , ; , e , .
Passo 1
Vamos analisar a pressão e temperatura quando fornecidas e volume específico.
Para cada situação teremos que recorrer as tabelas do apêndice para temperatura dada, pois, a tabela é em função da temperatura e a tabela para pressão dada, devido, a tabela ser em função da pressão.
Irei nomear cada situação por letras para organizar melhor a resolução.
Passo 2
a) Situação de estado e :
Olhando na tabela , utilizando para encontrar os volumes específicos de líquido e vapor, temos:
Comparando um intervalo entre os dois volumes e com o volume de estado
Como o nosso volume final se encontra entre o intervalo, temos uma mistura de líquido com vapor.
Passo 3
b)Situação de estado e
Olhando na tabela com a e , para encontrar a pressão saturada, temos
Comparando com a pressão de estado:
Olhando na tabela com a pressão de , temos que a temperatura saturada é:
Comparando:
Olhando em um diagrama de fases:
A linha azul representa a faixas de saturação.
Como nosso estado possui temperatura maior que a de saturação e pressão também, temos vapor superaquecido.
Passo 4
c) Situação de estado e , repetindo o mesmo processo da letra (a).
Olhando na tabela , utilizando para encontrar os volumes específicos de líquido e vapor, temos:
Comparando um intervalo entre os dois volumes e com o volume de estado
Como o nosso volume final se encontra entre o intervalo, temos uma mistura de líquido com vapor.
Passo 5
d) Situação de estado e
Olhando na tabela com a e , para encontrar a pressão saturada, temos
Comparando com a pressão de estado:
Olhando na tabela com a pressão de , temos que a temperatura saturada é:
Comparando:
Olhando em um diagrama de fases:
A linha azul representa a faixas de saturação.
Como nosso estado possui temperatura menor que a de saturação e pressão de estado é maior, nosso ponto se encontra entre linha azul e verde e como temos uma pressão alta, logo, temos líquido compressível.
Resposta
, , estado de mistura de líquido com vapor.
, ; estado de vapor superaquecido.
, , estado de mistura de líquido com vapor.
, , estado líquido compressível.