VAPOR DE ÁGUA 3

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TERMODINÂMICA
Vapor de água em sistemas fechados. Primeiro Bimestre 
1-O trabalho realizado por um sistema termodinâmico, devido ao movimento da fronteira durante um processo quase estático, pode ser determinado pela integração, somente se conhecermos a relação entre P e V durante esse processo. Essa relação pode ser expressa na forma de equação ou na forma de um diagrama P - v. Para sistemas que trabalham com água, que se encontram no estado de mistura (região bifásica, líquido-vapor), estes possuem os valores de suas propriedades listadas nas tabelas de saturação, como a mostrada: 
Informações:
-O sistema no estado 1 possui título de 10%
-No estado final o sistema está em estado de vapor saturado
-Em todo o processo a massa, a pressão e a temperatura se mantem constante.
Considerando que, no estado inicial o volume total do recipiente é de 0,065 m3
a)Determine a massa da mistura
b)Determine o trabalho total produzido (kJ) 
2-Um pequeno reservatório cujas paredes não são rígidas é submetido a um lento processo de aquecimento a pressão constante, em que cada estado representa um estado de equilíbrio. No interior desse reservatório existe água que, no estado inicial possui uma temperatura de 60 oC e uma pressão de 300 kPa. O aquecimento termina num momento em que houve evaporação de parte da água, de tal forma que o 60% da massa inicial de água se transformou em vapor. 
A seguinte tabela apresenta os dados da saturação com entrada em pressão:
	P (kPa)
	Tsat (oC)
	VL (m3/kg)
	VV (m3/kg)
	UL (kJ/kg)
	UV (kJ/kg)
	300
	133,52
	0,001073
	0,60582
	561,11
	2543,2
a)Desenhe o diagrama T-v do processo de aquecimento indicando os estados inicial e final.
b)Se a massa de água contida no reservatório é de 5 kg determine a massa de vapor (kg de vapor), assim como o volume que ocupa o mesmo (m3 de vapor).
c)Se a condição de aquecimento continuar até o fluido atingir a condição de vapor saturado, determine o volume final (m3), que ocupa o fluido. 
3-Um centro de pesquisas está projetando um tanque cúbico para armazenar 4,76 kg de uma mistura saturada de líquido–vapor a 170 oC com um título de 85%, e cujo volume específico, nessas condições é de aproximadamente 210 dm3/kg. A transferência de calor para o tanque desde o estado inicial até o estado final, se dá a uma razão de 60 W. Necessita-se dimensionar a altura do tanque cúbico a ser construído.
Considerando que o calor total transferido para o tanque durante o aquecimento foi de 9117 kJ, determine a altura do tanque e o tempo transcorrido durante o processo. 
4-Um vaso com 0,4 m3 contém 2 kg de uma mistura de água líquida e vapor em equilíbrio a uma pressão de 600 kPa. Nessa condição, calcular:
a)A massa de água líquida e massa na forma de vapor
b)O volume de água na forma líquida e o volume na forma de vapor
5-Um tanque rígido de 300 m3 preenchido com mistura saturada de água líquida e vapor de água a 200 kPa, possui 25 % da sua massa na forma líquida. Determine a massa total da mistura de água no tanque.
Resposta: massa de mistura = 451,426 Kg
6-Considere o tanque rígido de 1,8 m3, que contém uma mistura de água e vapor, sendo conhecido que um terço do volume está na fase líquida, e o restante na fase vapor. Determine a densidade da mistura.
Resposta: densidade da mistura = 287,64 kg/m3
7-Água em estado de vapor saturado num recipiente rígido com uma pressão de 10 Bar é submetida a um processo de resfriamento a volume constante até atingir 150oC
A)Esboce ambos o processo num diagrama T-v
B)Determine o calor transferido para o processo (kJ/kg)