Uma mistura bifásica líquido-vapor de água está a uma temperatura de
e ocupa um volume de
. As massas de líquido e vapor saturados são
e
, respectivamente. Determine o volume específico da mistura, em
.
Passo 1
Beleza, aqui o lance é Termodinâmica de fases, mais especificamente a propriedade “volume específico” de uma mistura líquido-vapor. O enunciado diz que temos uma mistura bifásica de água a 300 °C, com volume total V = 0,05 m³. As massas de líquido saturado (mₓₗ = 0,75 kg) e vapor saturado (mᵥ = 2,26 kg) são dadas. A gente precisa encontrar o volume específico da mistura, isto é, o volume por unidade de massa. Para resolver, vamos precisar da definição de volume específico e do total de massa da mistura.
Passo 2
Calcular a massa total da mistura.
A massa total m é a soma da massa de líquido com a massa de vapor:
A massa total m é a soma da massa de líquido com a massa de vapor:
Substituindo:
Passo 3
Aplicar a definição de volume específico.
Por definição o volume específico de uma mistura é o volume total dividido pela massa total:
Por definição o volume específico
Em que
• é o volume total da mistura,
• é a massa total que acabamos de achar.
•
•
Passo 4
Fazendo a conta:
Aqui a teoria é simples: volume específico é uma propriedade intensiva que indica quanto de volume cabe em cada quilo de fluido.
Resposta
O volume específico da mistura é