Confinada num dispositivo cilindro-pistão, uma massa de 5 kg de vapor d’água saturado a pressão P é aquecida a pressão constante até a temperatura ...

Para calcular o trabalho realizado pelo vapor durante o processo, é necessário utilizar a equação: W = P * (V2 - V1) Onde: - W é o trabalho realizado pelo vapor durante o processo, em Joules (J) ou em kilojoules (kJ); - P é a pressão constante do processo, em Pascal (Pa) ou em kilopascal (kPa); - V2 é o volume final do vapor, em metros cúbicos (m³); - V1 é o volume inicial do vapor, em metros cúbicos (m³). Para calcular o volume final do vapor, é necessário utilizar a tabela de vapor d'água saturado e encontrar o volume específico correspondente à temperatura T. Em seguida, o volume final pode ser calculado multiplicando o volume específico pelo peso do vapor: V2 = v(T) * m Onde: - v(T) é o volume específico do vapor d'água saturado a temperatura T, em metros cúbicos por quilo (m³/kg); - m é o peso do vapor, em quilogramas (kg). Substituindo V2 na equação do trabalho, temos: W = P * v(T) * m - P * V1 Para calcular o volume inicial do vapor, é necessário utilizar a tabela de vapor d'água saturado e encontrar o volume específico correspondente à pressão P. Em seguida, o volume inicial pode ser calculado multiplicando o volume específico pelo peso do vapor: V1 = v(P) * m Onde: - v(P) é o volume específico do vapor d'água saturado a pressão P, em metros cúbicos por quilo (m³/kg); - m é o peso do vapor, em quilogramas (kg). Substituindo V1 na equação do trabalho, temos: W = P * v(T) * m - P * v(P) * m Para encontrar os valores de v(T) e v(P), é necessário consultar a tabela de vapor d'água saturado. Por exemplo, se a pressão P for de 1 MPa e a temperatura T for de 200°C, temos: - v(P) = 0,1945 m³/kg - v(T) = 0,2879 m³/kg Substituindo os valores na equação do trabalho, temos: W = P * v(T) * m - P * v(P) * m W = 1000 kPa * 0,2879 m³/kg * 5 kg - 1000 kPa * 0,1945 m³/kg * 5 kg W = 1440,5 kJ - 972,5 kJ W = 468 kJ Portanto, o trabalho realizado pelo vapor durante o processo é de 468 kJ.