Problema 1 ( 20 pontos)
Um cilindro fechado contém água a 120^circ C, sendo 95 % de seu volume como vapor e os restantes 5 % de seu volume como líquido. Calcule o título.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos um cilindro fechado com água a 120 °C, sendo 95 % do volume como vapor e os outros 5 % como líquido. A matéria é Termodinâmica (propriedades da água saturada) e o que a gente vai precisar é:
  • A definição de título (ou fração de massa de vapor):
    .
  • A relação massa × volume específico: .
  • Os valores de volume específico do líquido saturado e do vapor saturado a 120 °C, que a gente pega na tabela de vapor d’água.

Passo 2

Primeiro, escreve a fórmula do título em função das massas de vapor e líquido:
x ;=;mvmv + ml
Como a massa de cada fase é mv = Vvvg, ml = Vlvf , a gente tem:

Passo 3

Sabendo que x = 0.95,Vvg 0.95,Vvg + 0.05,Vvf = 0.95/vg0.95/vg + 0.05/vf e x = 0.95,vf0.95,vf + 0.05,vg , substituímos na expressão de :
Para simplificar, multiplica numerador e denominador por :

Passo 4

Agora pega na tabela de água saturada a 120 °C:
  • x = 0,95 times 0,001061 0,95 times 0,001061 ;+; 0,05 times 0,8907 = 0,0010080,001008 + 0,044535 approx 0,0221
Substituindo:

Resposta

O título (fração mássica de vapor) é aproximadamente
boxedx approx 0,0221l(2,21%r)

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