- Exemplo: Considere água em uma mistura líquido vapor, a 200 KPa e volume específico
. Calcule a qualidade da mistura.
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede uma coisa:
- Dados fornecidos:
- Pressão da mistura saturada:
. - Volume específico da mistura:
.
- Pressão da mistura saturada:
- O que se pede:
- Calcular a qualidade (fração mássica de vapor) da mistura saturada.
Passo 2
O que é “qualidade” e qual fórmula usar — explicação didática e derivação curta.
- Qualidade
é a fração em massa que está no estado vapor numa mistura líquido–vapor. Vai de (apenas líquido saturado) até (apenas vapor saturado). - Para uma mistura saturada, o volume específico médio
e do vapor saturado (,v_g,$:
- Isolando
obtemos a fórmula prática:
Explicação rápida: o volume total por unidade de massa é contribuição do líquido (fração
) e do vapor (fração
); rearranjando essa relação vem a fórmula acima. Essa é a fórmula que usaremos na prova — decorável e direta.)
Passo 3
Converter unidades do volume específico dado para a unidade padrão
.
- Começando com
. - Sabendo que
e que , então - Portanto
Passo 4
Obter
e
para água saturada à pressão dada.
- Para usar a fórmula de qualidade precisamos dos volumes específicos do líquido saturado
à pressão de
. - Esses valores são encontrados nas tabelas de vapor saturado (tabelas de propriedades da água). Peguei os números nas tabelas de vapor saturado para
: - Observação prática para prova: cite sempre a fonte (tabela de vapor saturado). Se usar outra tabela com ligeira diferença, a resposta muda pouco; o procedimento é o mesmo.)
Passo 5
Substituir na fórmula e calcular passo a passo.
- Numerador:
- Denominador:
- Dividindo para obter
: - Em porcentagem (mais intuitivo na prova):
Passo 6
Interpretação e dicas para a prova
- Resultado: a mistura tem cerca de
da massa na fase vapor e na fase líquida. - Dica prática: na prova sempre:
- Converter unidades para
. - Consultar a tabela de vapor saturado à pressão indicada para obter
e . - Aplicar
.
- Converter unidades para
- Se a tabela não estiver disponível na prova, verifique se o enunciado fornece
e ou permita aproximações; caso contrário não há como calcular numericamente.