PR2.6 - A água dentro de um recipiente rígido existe no ponto crítico. O recipiente e a água são resfriados até atingir uma pressão 60 kPa . Calcule o título final.

Passo 1

O enunciado diz que inicialmente a água no recipiente rígido está no ponto crítico, ou seja, P_c=22{,}06,MPa e a cada especifica é v_c. Em seguida esfria-se até a pressão P=60,kPa, mantendo o volume constante. Queremos achar a qualidade (título) final, isto é, a fração mássica de vapor x.

Passo 2

Como o volume específico é constante e igual ao crítico, temos
v = v_c = 0{,}003155\\ \mathrm{m^3/kg}.

Passo 3

Na pressão de 60,kPa (série saturação), consultamos a tabela de vapor d’água:
v_f = 0{,}001016\\ \mathrm{m^3/kg}, \quad v_g = 0{,}3590\\ \mathrm{m^3/kg}.

Passo 4

Num processo bifásico a volume específico constante, vale
v = (1 - x)\,v_f + x\,v_g
e então isolamos x:
x = \frac{v - v_f}{v_g - v_f}.

Passo 5

Substituindo os valores:
x = \frac{0{,}003155 - 0{,}001016}{0{,}3590 - 0{,}001016} = \frac{0{,}002139}{0{,}357984} \approx 0{,}00597.

Resposta

O título final é aproximadamente x = 0{,}006 (0,6 % de vapor).

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