(2) Um tanque rígido contém 5 kg de água líquida em equilíbrio com 0.5 kg de vapor a 10 kPa. Calcule a quantidade de calor que deve ser transferida...

Para calcular a quantidade de calor que deve ser transferida ao sistema para evaporar todo o líquido, podemos usar a fórmula da entalpia de vaporização: Q = m * ΔHvap Onde: Q é a quantidade de calor m é a massa do líquido ΔHvap é a entalpia de vaporização No caso, temos: m = 5 kg (massa do líquido) A entalpia de vaporização da água é de aproximadamente 2.26 MJ/kg. Substituindo os valores na fórmula, temos: Q = 5 kg * 2.26 MJ/kg Q = 11.3 MJ Portanto, a quantidade de calor que deve ser transferida ao sistema para evaporar todo o líquido é de aproximadamente 11.3 MJ. Para calcular a temperatura final do sistema, podemos usar a fórmula da energia interna: ΔU = Q - W Onde: ΔU é a variação da energia interna Q é a quantidade de calor W é o trabalho realizado Como o tanque é rígido, não há trabalho realizado, então podemos simplificar a fórmula para: ΔU = Q A variação da energia interna é dada por: ΔU = m * c * ΔT Onde: m é a massa do sistema c é o calor específico ΔT é a variação de temperatura No caso, temos: m = 5 kg (massa do sistema) c = 4.18 kJ/kgºC (calor específico da água) ΔT é desconhecido Substituindo os valores na fórmula, temos: 11.3 MJ = 5 kg * 4.18 kJ/kgºC * ΔT Simplificando as unidades, temos: 11.3 * 10^6 J = 5 * 4.18 * 10^3 J/kgºC * ΔT ΔT = (11.3 * 10^6 J) / (5 * 4.18 * 10^3 J/kgºC) ΔT ≈ 540ºC Portanto, a temperatura final do sistema será de aproximadamente 540ºC.