Trabalho de Termo

Antes de consultar as tabelas termodinâmicas do livro do Çengel Para qualquer par pT de água a decisão de fase pode ser feita comparando T com Tsatp ou alternativamente comparando v com vpf vg do mesmo par de saturação Se vpf v vg à mesma p ou T o estado está no domínio de saturação e a qualidade é pvvpfvgvpf A água líquida é pouco compressível logo em líquido comprimido a aproximação vpT vpfT costumam introduzir erro pequeno pois a compressibilidade isotérmica κT da água líquida é da ordem de 1010 Pa1 Para vapor moderadamente denso uma hipótese inicial simples é o gás ideal pvRT Como o vapor dágua é polar esperase um desvio finito então após a hipótese checase a consistência confrontando com vg e com Tsat 1 p10 MPa e v0003 m3 kg1 Hipótese física Em 10 Mpa a água está muito comprimida portanto se v ficasse próximo de vpf seria líquido comprimido Como o valor informado 0003 é maior do que um típico vpf de alta pressão 103 m3 kg1 é plausível que o estado esteja na mistura líquidovapor Checagem com a Tabela Em 10 MPa T sat3114 C vpf0001452 vg001803 m3 kg1 Verificase 0001452 0003 001803 Logo é saturado líquidovapor A qualidade é p000300014520018030001452009338 009 Análise de sensibilidade Como pv1vgvpf então pv100180300014526051 kg m3 Um erro de 000010 m3 kg1 em v deslocaria p em 000010605100061 ou 061 ponto percentual mostrando que a conclusão de mistura é robusta 2 p1 MPa e T190 C Hipótese física via gás ideal Usando R04615 kPa m3 kg1 K1 v idealR190273151000021374 m3 kg1 Como em saturação à mesma pressão a Tabela fornece vs01944 m3 kg1 a estimativa ideal já sugere que o estado esteja à direita do domo Confirmação com a Tabela de saturação Em 1 MPa T sat1799 C Como 19017991010 C há superaquecimento de 1010 C Portanto o estado é vapor superaquecido Checagem de coerência volumétrica Comparando v ideal com vs 021374019440194400995 995 Esse superávit é plausível para 10 C de superaquecimento e a conclusão superaquecido permanece consistente tanto com T quanto com v 3 p10 kPa e T10 C Hipótese física A T10 C a água está muito abaixo do ponto de ebulição a 10 kPa Logo a expectativa inicial é líquido comprimido com v próximo a vpf10 C Confirmação tabular A Tabela informa T sat4584 C e vpf000101 m3 kg1 em 10 kPa Como As alternativas abaixo trazem a água em 3 três estados termodinâmicos distintos Estude faça hipóteses e depois as comprove calcule e consulte nas tabelas termodinâmicas para determinar estes estados e relacionar as colunas 1 Água a 10 MPa e 0003 m3kg Estado de vapor superaquecido 2 Água a 1 MPa e 190 C Estado de líquido comprimido 3 Água a 10 kPa e 10 C Estado saturado Líquido Vapor 4 Água a 200C e 01 m3kg Estado saturado Líquido Vapor Desenhe o diagrama T V diagrama de fases mostrando colocando onde estão os estados 1 2 3 e 4 4581103581 C o subresfriamento é 3581 C caracterizando líquido comprimido A aproximação vvspT é adequada mesmo que a pressão caísse alguns kPa a variação volumétrica relativa seria pequena porque κT do líquido é muito baixa 4 T200 C ev01 m3 kg1 Hipótese única A 200 C o domo de saturação ainda existe Ts374 C Volumes de vapor saturado nessa temperatura são tipicamente da ordem de 101 m3 kg1 Logo v01 sugere mistura a confirmar Confirmação de tabela Para 200 C a tabela indica p sat1554 MPa vf0001156 m3kg e vg01274 m3 kg1 Como 0001156 01 01274 o estado é saturado líquidovapor A qualidade é x010001156012740001156078296 078 Sensibilidade Aqui pv1012740001156792 kg m3 Um erro de 000010 m3 kg1 em v moveria p em 000010792000079 ou 079 ponto percentual ou seja a classificação também é robusta Associação pedida mesma ordem 2 vapor superaquecido com superaqueecimento 1010 C e v021374 m3 kg1 3 líquido comprimido com subresfriamento 3581 C e v000101 m3 kg1 1 estado saturado líquidovapor com p009338 4 estado saturado líquidovapor com p078296 10 MPa 1554 MPa 1 MPa 10 kPa 0001 0003 01 0253 vm3kg