Exercício 3 Um tanque rígido contém 10 kg de água a 90 °C. Se 8 kg de água estiverem na forma líquida e o restante estiver na forma de vapor, deter...

Para resolver esse exercício, precisamos utilizar a equação de estado da água, que é dada pela equação de Clapeyron: PV = mRT Onde: P = pressão V = volume m = massa R = constante universal dos gases T = temperatura Para a água, a constante R é igual a 461,5 J/(kg.K). (a) Para determinar a pressão no tanque, precisamos primeiro determinar a temperatura do vapor de água. Como a água está em equilíbrio térmico, a temperatura do vapor é a mesma da água líquida, ou seja, 90 °C. Podemos utilizar a tabela de vapor da água para determinar a pressão correspondente a essa temperatura. De acordo com a tabela, a pressão de vapor da água a 90 °C é de aproximadamente 0,754 atm. Assim, a pressão no tanque é de 0,754 atm. (b) Para determinar o volume do tanque, precisamos isolar a variável V na equação de Clapeyron: V = mRT/P Substituindo os valores conhecidos, temos: V = 10 kg x 461,5 J/(kg.K) x (90 + 273) K / 0,754 atm V = 0,287 m³ Assim, o volume do tanque é de 0,287 m³.