Calcule o volume específico para os seguintes casos:
Dióxido de carbono:
, título
Dióxido de carbono:
Passo 1
O enunciado pede o volume específico (isto é, o volume por unidade de massa) de uma mistura bifásica de dióxido de carbono nas condições: temperatura
e título (qualidade)
(ou seja, fração mássica de vapor
).
Informações dadas:
Informações dadas:
Nenhum valor de propriedades termodinâmicas foi fornecido no enunciado, portanto precisaremos usar as propriedades saturadas do
à temperatura dada (especificamente o volume específico do líquido saturado
e do vapor saturado
).
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (a “aula” curta):
- Em uma mistura saturada líquido–vapor, o volume específico médio da mistura
é a média ponderada pelas frações mássicas do líquido e do vapor. Se é a qualidade (fração mássica de vapor), então a fração mássica de líquido é . A fórmula é
- Aqui:
-
é o volume específico da mistura ( ); -
é o título (qualidade), fração mássica de vapor (adimensional); -
é o volume específico do líquido saturado à mesma temperatura ( ); -
é o volume específico do vapor saturado à mesma temperatura ( ).
-
Dica prática para a prova: você não precisa derivar nada — basta saber que a mistura se comporta como uma combinação linear entre os volumes específicos de cada fase, ponderada pela massa. Portanto, o passo-chave é ler corretamente
e
na tabela de propriedades saturadas do
para
.
Passo 3
Como obter
e
:
- Olhe na tabela de propriedades saturadas do
(tabelas de R744 / NIST / livro de termodinâmica) na linha correspondente a . - Na prática de laboratório/avaliação, o enunciado costuma fornecer a tabela ou espera que você a consulte. Aqui eu usei valores típicos de tabelas de propriedades saturadas do
para (peguei estes valores a partir de tabelas termodinâmicas padrão):
Observação amigável: se na sua prova a tabela mostrar números ligeiramente diferentes, basta substituir esses valores no cálculo abaixo — o procedimento é exatamente o mesmo.
Passo 4
Aplicando a fórmula passo a passo:
- Primeiro calcule a contribuição do líquido:
Calcule:
- Agora a contribuição do vapor:
Calcule:
Passo 5
Some as duas contribuições para obter o volume específico da mistura:
Arredondando com sentido prático (3 algarismos significativos), obtemos