(Valor: 0,6) - Diga a fase em que se encontra a substância e o título caso seja mistura:
água a 1 MPa e 179^{\circ} \mathrm{C}

Passo 1

O enunciado dá as seguintes informações (copiadas exatamente do enunciado):
  • Pressão: P = 1\\ \mathrm{MPa}.
  • Temperatura: T = 179^\circ\mathrm{C}.
O que o problema pede:
  • Dizer em que fase (estado) se encontra a substância (água) nessas condições.
  • Caso seja mistura (mistura líquido–vapor), informar o título (qualidade) da mistura.

Passo 2

Como vamos decidir a fase: regra prática e definição do que é “mistura”.
  • Para uma substância pura (água) existe uma curva de saturação que relaciona pressão e temperatura. Essa curva dá a temperatura de saturação T_{\mathrm{sat}} para cada pressão P, ou a pressão de saturação P_{\mathrm{sat}} para cada temperatura T.
  • Critérios:
    • Se T < T_{\mathrm{sat}}(P) → estado líquido comprimido (ou sub-resfriado): toda a massa está na fase líquida.
    • Se T = T_{\mathrm{sat}}(P) → estado saturado: pode ser líquido saturado, vapor saturado ou mistura líquido–vapor; se houver mistura, define-se o título x.
    • Se T > T_{\mathrm{sat}}(P) → estado vapor (superaquecido se a pressão for a do sistema).
  • Definição de título (qualidade) quando houver mistura:
    • O título x é a fração mássica de vapor na mistura: x=\frac{m_{\text{vapor}}}{m_{\text{total}}}=\frac{m_g}{m_f+m_g},onde m_f é a massa de líquido (f = liquid) e m_g é a massa de vapor (g = gas).
    • Em termos de entalpias (quando se conhece a entalpia total h): x=\frac{h-h_f}{h_g-h_f},onde h_f e h_g são, respectivamente, as entalpias do líquido saturado e do vapor saturado à mesma pressão (ou temperatura) — esses valores vêm das tabelas de vapor saturado.

Passo 3

Agora precisamos do valor de T_{\mathrm{sat}} para P=1\\ \mathrm{MPa}.
  • Peguei esse valor em uma tabela de vapor saturado (tabelas termodinâmicas de água). O valor típico da tabela é T_{\mathrm{sat}}(1\\ \mathrm{MPa}) \approx 179{,}88^\circ\mathrm{C}.
(Eu usei a tabela de vapor saturado para água — se em prova você tiver tabelas, procure na tabela a pressão 1\\ \mathrm{MPa} e leia a temperatura de saturação correspondente.)

Passo 4

Comparação numérica e conclusão lógica:
  • Temos T = 179^\circ\mathrm{C} e T_{\mathrm{sat}}(1\\ \mathrm{MPa}) \approx 179{,}88^\circ\mathrm{C}.
  • Logo T = 179^\circ\mathrm{C} < T_{\mathrm{sat}}(1\\ \mathrm{MPa}) \approx 179{,}88^\circ\mathrm{C}.
  • Pelo critério do Passo 2, isso significa que a água está na fase líquida comprimida (também chamada de sub-resfriada) — toda a massa é líquida, não há mistura líquido–vapor.

Passo 5

Comentário sobre o título (qualidade):
  • Como o estado não é saturado (não está exatamente na temperatura de saturação para a pressão dada), NÃO há mistura e, portanto, o título não se aplica.
  • Observação prática: só se pode atribuir x=0 (qualidade zero) se a substância estiver exatamente na linha de líquido saturado. Para estado líquido comprimido (T abaixo de T_{\mathrm{sat}}) não se diz que x=0 porque x é definido apenas para estados saturados; a resposta correta é que o título não se aplica.

Passo 6

Resumo prático para a prova (como justificar rápido):
  • Busque em tabela T_{\mathrm{sat}} correspondente a P.
  • Compare T com T_{\mathrm{sat}}.
  • Se T<T_{\mathrm{sat}} → líquido comprimido; se T=T_{\mathrm{sat}} → possível mistura (calcular x); se T>T_{\mathrm{sat}} → vapor/superaquecido.
  • No caso, 179^\circ\mathrm{C}<179{,}88^\circ\mathrm{C} → líquido comprimido.

Resposta

Fase: líquido comprimido (sub-resfriado).\n
Título: não se aplica (não é mistura).

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