Calcule o volume específico médio, para:
Vapor d’água saturado a
e título de
;
Vapor d’água saturado a
Passo 1
O que o enunciado pede e o que foi dado:
- Pede-se o volume específico médio (volume específico do fluido saturado misto) para vapor d’água saturado à pressão de
com título (qualidade) igual a . - Dados fornecidos:
- Pressão:
. - Título (qualidade):
.
- Pressão:
- Observação importante: o volume específico médio de uma mistura líquido-vapor saturada é expresso em
. A solução exige o uso das propriedades de água saturada (volume específico do líquido saturado e do vapor saturado ) à pressão dada — esses valores vêm das tabelas de vapor saturado.
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (aulas rápidas e diretas):
- Quando temos uma mistura bifásica saturada (parte líquida e parte vapor), o volume específico médio
da mistura por unidade de massa é uma média ponderada pelo título . Há duas formas equivalentes de escrever:
ou, usando a diferença
,
- Explicando as variáveis:
-
é o volume específico médio da mistura ( ). -
é o título (fração mássica na fase vapor), adimensional (aqui ). -
é o volume específico do líquido saturado à pressão dada ( ). -
é o volume específico do vapor saturado à pressão dada ( ). -
é a diferença entre volumes específico do vapor e do líquido, útil para cálculo direto.
-
Passo 3
Pegar os valores das tabelas de vapor saturado (informação extraída das tabelas convencionais de vapor d’água para
):
- Peguei os valores de
e nas tabelas de vapor saturado: -
. -
.
-
(A nota: esses são os valores tabulados de água saturada à pressão de
.)
Passo 4
Calcular a diferença
:
Explanação curta:
representa quanto, por unidade de massa, aumenta o volume quando a massa passa de líquido saturado para vapor saturado à mesma pressão.
Passo 5
Aplicar a fórmula com
e calcular passo a passo:
Usando a forma
, substituindo os números:
Calcule a parte multiplicativa:
Agora some
:
Arredondando de forma prática para a precisão típica das tabelas, podemos escrever
(ou, se preferir três algarismos significativos,
).
Comentário de verificação rápida: o valor está entre
e
, mais próximo de
porque
(ou seja, a mistura tem 70% de massa em vapor) — faz sentido físico.