Propriedades de uma Substância Pura
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EXEMPLO 2.1 Determine a fase de cada um dos estados fornecidos, utilizando as tabelas do Apêndice B, e indique a posição desses estados nos diagramas P-v, T-v, e P-T. a. 120 °C e 500 kPa b. 120 °C e 0,5 m3/kg
Poderíamos também ter consultado a Tabela B.1.2 que mostra que a temperatura de saturação para a pressão de 500 kPa é 151,86 °C. Poderíamos dizer que é um líquido subresfriado. Isto é, à esquerda da linha de saturação para 500 kPa do diagrama P-T. Consulte a Tabela B.1.1 e veja que vf = 0,001 06 m3/kg < v < vg = 0,891 86 m3/kg
Solução: Encontre a temperatura de 120 °C na Tabela B.1.1. A correspondente pressão de saturação é 198,5 kPa, o que indica que temos um líquido comprimido – ponto a na Figura 2.11. Esse ponto está acima da linha de saturação a 120 °C.
Dessa forma, o estado é uma mistura bifásica líquido-vapor, representado pelo ponto b na Figura 2.11. O estado está localizado à esquerda da condição de vapor saturado e à direita do líquido saturado, ambos mostrados no diagrama T-v. T
P
P
C.P.
C.P.
S 500
L a
P = 500 kPa
500 a
C.P. V
198
b
T = 120
P = 198 kPa
152 120
a
b
b
120
T
v
v
FIGURA 2.11 Diagramas para o Exemplo 2.1
2.5 OS ESTADOS BIFÁSICOS
fases podem ser tratadas exatamente da mesma maneira.
Os estados de duas fases, bifásicos, já foram mostrados nos diagramas P-v-T e as projeções correspondentes em duas dimensões nos diagramas P-T, T-v e P-v. Cada uma dessas superfícies descreve a mistura da substância em duas fases, como se fosse a combinação de certa quantidade de líquido com outra quantidade de vapor, como mostrado na Figura 2.1b. Admitimos, para este tipo de misturas, que as duas fases estão em equilíbrio na mesma P e T e cada uma das massas em um estado de líquido saturado, sólido saturado ou vapor saturado, de acordo com a mistura. Trataremos a mistura líquido-vapor em detalhes, pois é a aplicação técnica mais comum; as outras misturas de duas
Por convenção os subscritos l e v são utilizados para designar os estados de líquido saturado e de vapor saturado respectivamente (o subscrito v é usado para designar temperatura e pressão de saturação). Uma condição de saturação em que existe mistura de líquido e vapor saturados, como a mostrada na Figura 2.1b, pode ser representada em coordenadas T-v como na Figura 2.12. Todo o líquido está no estado l, com volume específico vl, e todo o vapor no estado v, com volume específico vv. O volume total é igual à soma do volume de líquido com o volume de vapor, ou seja,
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V = Vlíq + Vvap = mlíq vf + mvap vg
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