Um tanque contém uma mistura de água líquida e vapor com
de título (fração de vapor).
(b) Se aquecermos o tanque até que o título seja
, o que acontecerá com a substância dentro do tanque?
(b) Se aquecermos o tanque até que o título seja
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um tanque que contém uma mistura de água líquida e vapor com 60% de título, ou seja, 60% da mistura é vapor. O assunto aqui é termodinâmica, mais especificamente sobre propriedades das misturas líquido-vapor. Para resolver, vamos precisar entender o que significa o título da mistura e como ele muda quando a gente aquece o tanque.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é esse título. O título (
) representa a fração de vapor na mistura. Ele é calculado pela fórmula:
Onde:
-
é a massa do vapor. -
é a massa total da mistura (líquido + vapor).
No nosso caso,
, ou seja, 60% da massa é vapor e 40% é líquido.
Passo 3
Agora, vamos pensar no que acontece quando a gente aquece o tanque. Ao aquecer a mistura, a temperatura aumenta, e isso faz com que mais líquido se transforme em vapor. Isso significa que a parte líquida vai diminuindo e a parte de vapor vai aumentando, fazendo o título (
) aumentar também.
Passo 4
Queremos aquecer o tanque até que o título seja 100%, ou seja, toda a mistura seja vapor. Matemáticamente, isso significa que queremos que
, o que implica que toda a massa da mistura está na fase de vapor, e não há mais líquido.
Passo 5
Então, chegando aos 100% de título, isso quer dizer que todo o líquido foi convertido em vapor devido ao aquecimento. Não há mais água líquida no tanque, apenas vapor d’água.
Resposta
Ao aquecer o tanque até que o título seja 100%, toda a mistura de água e vapor se transforma em vapor puro. Ou seja, dentro do tanque haverá apenas vapor d’água, sem mais líquido presente.