5kg de h2o estão contidos em um recipiente a uma pressão de 20 bar e um título de 50%. O calor é transferido até que o recipiente contenha somente ...

Para resolver esse problema, é necessário utilizar o diagrama de fases da água e a tabela de vapor saturado. Primeiramente, é importante entender que o título de 50% significa que metade da massa de água está em estado líquido e a outra metade em estado de vapor. Ao transferir calor para o sistema, a temperatura e a pressão aumentam, fazendo com que a água comece a evaporar até que todo o líquido seja vaporizado. Nesse ponto, a pressão e a temperatura se mantêm constantes até que todo o líquido seja vaporizado. Para determinar o volume final do sistema, é necessário utilizar a equação de estado dos gases ideais, que relaciona a pressão, o volume, a temperatura e a quantidade de matéria do sistema. Assim, temos: - Massa inicial de água: m = 5 kg - Título inicial: x = 0,5 - Pressão inicial: P1 = 20 bar - Volume inicial: V1 = m/x * vf + m/(1-x) * vg, onde vf e vg são os volumes específicos do líquido e do vapor, respectivamente, na pressão e temperatura inicial. - Pressão final: P2 = 20 bar (já que a pressão se mantém constante durante a vaporização) - Volume final: V2 = m * vg, onde vg é o volume específico do vapor saturado na pressão final. Para encontrar os valores de vf e vg, é necessário consultar a tabela de vapor saturado da água. Para a pressão de 20 bar, temos: - vf = 0,001043 m³/kg - vg = 0,1949 m³/kg Substituindo os valores na equação acima, temos: - V1 = 0,5 * 5/0,5 * 0,001043 + 0,5 * 5/0,5 * 0,1949 = 1,043 m³ - V2 = 5 * 0,1949 = 0,9745 m³ Portanto, o volume final do sistema é de 0,9745 m³ e a pressão final é de 20 bar. O gráfico da transformação seria uma reta inclinada, já que a pressão se mantém constante durante a vaporização.