1- Um reservatório rígido contem água saturada a 100 kPa . Determinar a percentagem em volume de líquido neste estado de modo que a água passe pelo ponto crítico ao ser aquecida. (2 pontos)
Passo 1
O enunciado diz que temos água saturada a
,kPa num reservatório rígido (volume constante). Ao aquecer, a pressão e a temperatura vão aumentando até atingir o ponto crítico
. Como o volume é constante, o volume específico médio inicial
deve ser igual ao volume específico crítico
. Precisamos achar a fração, em volume, ocupada pelo líquido na mistura inicial.
Passo 2
Em qualquer mistura líquido–vapor, o volume específico médio é
onde
é a qualidade (fração mássica de vapor),
e
são, respectivamente, os volumes específicos do líquido saturado e do vapor saturado à pressão inicial. No nosso caso a condição de chegar ao ponto crítico implica
Passo 3
Dos dados de tabelas à
,kPa (saturação):
E do ponto crítico da água:
Substituindo em
:
Passo 4
Calculemos
:
Ou seja, só
da massa está na fase vapor inicialmente.
Passo 5
Agora queremos a percentagem em volume de líquido, isto é,
Logo
Resposta
A fração do volume ocupada pelo líquido na mistura inicial é de aproximadamente
%.