Calcular o volume especifico para os seguintes casos:
(b) Água: 4 MPa e título de
(b) Água: 4 MPa e título de
Passo 1
O que o problema pede e o que é dado.\n
- Pedido: calcular o volume específico da mistura água (mistura saturada) nas condições dadas.\n
- Dados do enunciado: pressão
e título (qualidade) , ou seja .\n - Informação importante (não dada no enunciado, mas necessária): para misturas saturadas precisamos dos volumes específicos do líquido saturado
e do vapor saturado à pressão dada. Esses valores são obtidos em uma tabela de vapor saturado (tabela de água/steam tables) para . Nesta resolução vou usar os valores de tabela para e explico como aplicá-los.
Passo 2
Fórmula da mistura e significado das variáveis — mini-aula prática.\n
Para uma mistura saturada (parte líquida + parte vapor) a massa específica média (ou volume específico médio) é a média ponderada pelo título . A fórmula é
Para uma mistura saturada (parte líquida + parte vapor) a massa específica média (ou volume específico médio) é a média ponderada pelo título
onde:\n
-
é o volume específico da mistura (em );\n -
é o título (fração mássica de vapor), aqui ;\n -
é o volume específico do líquido saturado (volume por kg de líquido) à pressão dada;\n -
é o volume específico do vapor saturado (volume por kg de vapor) à mesma pressão.\n
Observação: essa fórmula vem da decomposição da massa totale volume total , dividindo por massa total e usando .
Passo 3
Obter
e
na tabela de vapor saturado para
.\n
- Eu peguei os valores em uma tabela de vapor saturado (steam tables) na linha correspondente a
.\n - Valores usados (retirados da tabela de água saturada para
):\n
(Obs.: estou explicitando que esses números vêm da tabela de vapor saturado para
. Se você usar outra tabela, os valores podem ter pequenas diferenças, mas o procedimento é o mesmo.)
Passo 4
Substituir na fórmula e calcular passo a passo.\n
Usando , a fórmula
Usando
fica
Calcule cada termo separadamente:\n
Agora some:
Passo 5
Arredondamento e verificação rápida.\n
- Arredondando para três casas significativas (prática comum em exercícios de termodinâmica), temos
- Verificação qualitativa: com
de vapor e da ordem de , o valor final próximo de faz sentido (fica próxima de porque a mistura é majoritariamente vapor).