Determine o titulo de uma mistura bifásica líquido-vapor bifásica de
a
com um volume especffico de
.
Passo 1
O enunciado pede o título (qualidade) de uma mistura líquido–vapor de água nas seguintes condições: pressão
(ou
) e volume específico
(foi fornecido entre parênteses
).
Informações dadas (resumindo):
Informações dadas (resumindo):
O que se pede: calcular o título (qualidade)
da mistura, ou seja, a fração mássica de vapor na mistura.
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar: o título (qualidade)
de uma mistura bifásica líquido–vapor é definido por
onde:
é o volume específico do sistema (dado),
é o volume específico do líquido saturado à mesma pressão,
é o volume específico do vapor saturado à mesma pressão.
Explicação simples: essa fórmula vem de pensar que o volume específico da mistura é a média ponderada entre o volume do líquido e do vapor; rearranjando obtemos a fração mássica do vapor. Para aplicar, precisamos dos valores
e
na pressão dada (isto é, das tabelas de vapor saturado à
).
Passo 3
Peguei os dados de tabelas de vapor saturado da água (tabelas padrão, p.ex. tabelas convencionais de termodinâmica) para
(saturação a
). Os valores are approximately:
Obs.: eu informei explicitamente que esses números vieram das tabelas de vapor saturado (tabelas padrão de propriedades da água). Esses valores são os volumes específicos do líquido saturado e do vapor saturado à pressão dada.
Passo 4
Agora aplicamos a fórmula com os valores (todos em
, pois o enunciado já deu
).
Calcule o numerador:
Calcule o denominador:
Agora a razão:
Passo 5
Interpretação e arredondamento:
significa que a mistura tem cerca de
(em massa) de vapor e
de líquido. Como
está entre
e
, confirmamos que o estado é realmente bifásico (não é líquido comprimido nem vapor superaquecido).
Dica prática para prova: sempre verifique se o volume específico dado está entre
e
na pressão dada; se estiver, use a fórmula de qualidade. Se
é vapor superaquecido; se
é líquido comprimido (sub-resfriado).