QUESTÃO 15

Um recipiente estanque contém uma mistura saturada de 750.000 \mathrm{~cm}^{3} de líquido e 1.250 .000 \mathrm{~cm}^{3} de vapor de R-134a a 40^{\circ} \mathrm{C}. A porcentagem mássica de vapor é igual a:
Dados \mathrm{v}_{1}\left(40^{\circ} \mathrm{C}\right)=0,873 \times 10^{-3} \mathrm{~m}^{3} / \mathrm{Kg} e \mathrm{v}_{\mathrm{g}}\left(40^{\circ} \mathrm{C}\right)=0,02002 \mathrm{m}^{3} / \mathrm{Kg}.
(A) 97,46 \%
(B) 93,23 \%
(C) 9,32 \%
(D) 6,77 \%
(E) 2,54 \%

Passo 1

O enunciado descreve uma mistura saturada de R-134a a 40^\circ\mathrm C com volumes de líquido e vapor dados, e pede a porcentagem mássica de vapor. Vamos usar o conceito de volume específico para calcular as massas de cada fase e daí obter a fração mássica de vapor.

Passo 2

Convertemos os volumes de c m^{3} para m^{3}:
O volume de líquido é
V_f = 750{,}000\\ \mathrm{cm}^3 = 750{,}000\times10^{-6}\\ \mathrm{m}^3 = 0,75\\ \mathrm{m}^3,
e o volume de vapor é
V_g = 1\,250{,}000\\ \mathrm{cm}^3 = 1\,250{,}000\times10^{-6}\\ \mathrm{m}^3 = 1,25\\ \mathrm{m}^3.

Passo 3

Usamos a relação massa = volume / volume específico. Para o líquido saturado, com v_f(40^\circ\mathrm C)=0,873\times10^{-3}\\ \mathrm{m}^3/\mathrm{kg},
m_f = \frac{V_f}{v_f} = \frac{0,75}{0,873\times10^{-3}} \approx 859{,}2\\ \mathrm{kg}.
Para o vapor saturado, com v_g(40^\circ\mathrm C)=0,02002\\ \mathrm{m}^3/\mathrm{kg},
m_g = \frac{V_g}{v_g} = \frac{1,25}{0,02002} \approx 62{,}44\\ \mathrm{kg}.

Passo 4

A fração mássica de vapor é
x = \frac{m_g}{m_f + m_g} = \frac{62{,}44}{859{,}2 + 62{,}44} \approx 0,0677,
ou seja cerca de 6,77\%.

Resposta

(D) 6,77\%

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