Enunciado

Determinar o título (se saturado) ou a temperatura (se superaquecido) das seguintes substâncias, nos estados mencionados: a)Água: 120 ° C e 1 m 3 / k g ; 10   M P a e 0,01   m 3 / k g .

b) Nitrogênio: 1   M P a e 0,03   m 3 / k g ; 100   K e 0,03   m 3 / k g .

Passo 1

Bora galera! Vai ser de boa esta aqui.

Bem para cada substância diferente utilizaremos tabelas diferentes, mas, pode ficar tranquilo que falarei qual estamos olhando.

Passo 2

a) Água.

Primeiro estado 120 ° C e 1   m 3 / k g .

Olhando na tabela B . 1.1 utilizando nossa temperatura de estado, vamos comparar nosso volume específico com os volumes de fase líquida e de vapor.

v L = 0,001060   m 3 / k g

v V = 0,8919   m 3 / k g

Comparando:

v > v V > v L

Como nosso volume de estado é maior que o volume da fase vapor só nos resta dizer que temos apenas vapor superaquecido neste estado.

Vapor superaquecido é uma fase que só possuímos vapor, logo, não temos título.

T = 120 ° C

Passo 3

Segundo estado 10   M P a e 0,01   m 3 / k g , faremos a mesma comparação só que olhando em tabelas diferentes, vamos para tabela B . 1.2 utilizando a pressão de estado temos os seguintes volumes de fase:

v L = 0,001452 m 3 k g

v V = 0,018026 m 3 k g

Comparando:

v L < v < v V

Como o nosso volume de estado se encontra entre o intervalo líquido e vapor, temos uma mistura de fases líquidas e vapor.

Se tivermos mistura temos que calcular o nosso título:

Aplicando a fórmula do volume específico médio:

v = v L + x ∙ v L V

Isolando x :

x = v - v L v V - v L

A diferença entre os volumes específicos de cada fase configura o volume da mistura.

x = 0,01 -   0,001452 0,018026 - 0,001452 = 0,51574  

Passo 4

b) Nitrogênio.

Primeiro estado 1   M P a e 0,03   m 3 / k g .

Olhando na tabela B . 6 . 1 utilizando nossa pressão de estado, vamos comparar nosso volume específico com os volumes de fase líquida e de vapor.

v L = 0,001 522   m 3 / k g

v V = 0 , 022195   m 3 / k g

Comparando:

v > v V > v L

Como nosso volume de estado é maior que o volume da fase vapor só nos resta dizer que temos apenas vapor superaquecido neste estado.

Vapor superaquecido é uma fase que só possuímos vapor, logo, não temos título.

T = 105   K

Passo 5

Segundo estado 100   K e 0,03   m 3 / k g ., Utilizando a tabela B . 6.1 . Temos os seguintes volumes:

v L = 0,001452 m 3 k g

v V = 0,0 31216 m 3 k g

Comparando:

v L < v < v V

Como o nosso volume de estado se encontra entre o intervalo líquido e vapor, temos uma mistura de fases líquidas e vapor.

Se temos mistura temos que calcular o nosso título:

Aplicando a fórmula do volume específico médio:

v = v L + x ∙ v L V

Isolando x :

x = v - v L v V - v L

A diferença entre os volumes específicos de cada fase configura o volume da mistura.

x = 0,03 -   0,001452 0,031216 - 0,001452 = 0 , 95914  

Resposta

a) Estado 1: vapor superaquecido T = 120 ° C

Estado 2: mistura, x = 0,51574  

b) Estado 1: vapor superaquecido T = 105   K

Estado 2: mistura, x = 0,95914  

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