3.56 Uma massa de 2 kg de amônia a 20^circ C e título de 50 % é mantida num tanque rígido que possui uma válvula para descarga no seu fundo. Qual é a massa de líquido que pode ser removida por essa válvula, admitindo que a temperatura permaneça constánte?

Passo 1

O enunciado dá uma massa total de mi=2,kg de amônia em equilíbrio saturado a T=20;^circC com título x=50% num recipiente de volume rígido. Pela definição de título, a massa líquida inicial é
mf = (1 - x),mi = 0,5cdot 2 = 1;kg
e a massa de vapor inicial é
mg = x,mi = 1;kg
Para resolver precisamos das propriedades de saturado da amônia a 20;^circC: o volume específico do líquido saturado vf e do vapor saturado vg.

Passo 2

Calculemos o volume total do sistema, que é fixo pois o tanque é rígido. Usando
V = mf,vf + mg,vg = 1cdot vf + 1cdot vg = vf + vg

Passo 3

Ao drenar líquido pela válvula mantendo T constante, o volume interno continua sendo V. Quando todo o líquido tiver evaporado, o fluido restante será vapor saturado, cujo volume específico é vg. Se mf é a massa final dentro do tanque, vale
V = mf , vg Longrightarrow mf = Vvg
Logo a massa removida é
mremovida = mi - mf = mi - Vvg

Passo 4

Das tabelas de amônia saturada a 20;^circC temos aproximadamente
vf = 0,00167;m^3/kg, vg = 0,1470;m^3/kg
Então
V = vf + vg = 0,00167 + 0,1470 = 0,14867;m^3,
mf = 0,148670,1470approx1,01136;kg,
mremovida = 2,00000 - 1,01136 = 0,98864;kg

Resposta

A massa de líquido que pode ser removida é aproximadamente 0,989,kg.

Exercícios relacionados