(Valor: 0,25) - Indique se temos líquido comprimido, líquido saturado, mistura, vapor saturado, vapor superaquecido:
Água a
Água a
Passo 1
O enunciado dá claramente:
- Temperatura:
. - Volume específico:
.
A pergunta é: indicar qual é o estado da água entre as opções — líquido comprimido, líquido saturado, mistura, vapor saturado, vapor superaquecido.
Passo 2
Vou explicar as definições importantes (com calma, como se a gente estivesse estudando juntos):
- O volume específico
é o volume por unidade de massa: quanto ocupa 1 kg da substância. - Para uma dada temperatura
existe na tabela de vapor saturado dois valores limites: -
: volume específico do líquido saturado (praticamente o volume do líquido). -
: volume específico do vapor saturado (volume ocupado pelo vapor na condição de saturação).
-
- Interpretação prática:
- Se
então é líquido comprimido (ou líquido sub-resfriado). - Se
então é líquido saturado (exatamente no ponto de saturação). - Se
então temos mistura (mistura saturada: parte líquido + parte vapor). A fração mássica de vapor chama-se qualidade . - Se
então é vapor saturado. - Se
então é vapor superaquecido (vapor a volume específico maior que o saturado àquela temperatura).
- Se
Passo 3
Agora preciso dos números da tabela de vapor saturado para água a
. Peguei estes valores da tabela de vapor saturado para água à
:
-
. -
.
Passo 4
Comparemos o
dado com esses limites:
- Temos
. - Temos
. - O enunciado dá
.
Observa-se que
ou seja,
. Pelas definições do Passo 2, isso indica que o fluido está em mistura saturada (parte líquido + parte vapor).
Passo 5
Para aprendermos mais e você conseguir resolver outras questões parecidas, vou mostrar como calcular a qualidade (fração mássica de vapor)
. A fórmula vem da média ponderada do volume específico na mistura:
onde:
-
é a qualidade (fração mássica de vapor, entre e ), -
é o volume específico da amostra, -
e são os volumes específicos do líquido e do vapor saturado, respectivamente.
Passo 6
Substituindo os números (tudo em
):
Isto é,
, ou seja cerca de
em massa é vapor e
é líquido. Essa conta confirma a interpretação: é uma mistura saturada rica em vapor.
Resposta
mistura