Um tanque rígido possui uma mistura de água líquida saturada com de vapor d’água saturado com um título de 0,4. Considerando que ambos estão a de pressão, determine a energia interna da mistura. Use a tabela abaixo.
Passo 1
Devemos primeiro visualizar o exercício através da figura do tanque rígido com a mistura dentro.
O enunciado pede para a gente encontrar a energia interna total da mistura de água líquida saturada com vapor saturado d’água, mas a tabela que ele nos deu tem apenas valores de energia interna específica . Como podemos resolver esse impasse? Lembrando da fórmula da energia interna de líquido e vapor saturados em função das energias internas específicas.
Essa fórmula mostra pra gente que para encontrar só precisamos multiplicar pela massa do sistema! Então quanto valem e ? Os valores de e são extraídos das tabelas.
A massa de vapor é informada diretamente pelo enuciado.
Já a massa de líquido só pode ser calculada indiretamente:
A massa total da mistura pode ser descoberta pela fórmula do título.
Vamos encontrar e na próxima etapa e depois vamos usar as fórmulas para achar .
Passo 2
Como podemos extrair o da tabela? Lembrando que ele fica na mesma linha que a pressão da água e na mesma coluna que .
Então:
O é encontrado da mesma forma.
Sabendo disso, já podemos usar as fórmulas de energia interna no próximo passo!
Passo 3
Para o vapor saturado a equação é:
Para calcular a energia interna do líquido, precisamos primeiro calcular a massa de líquido e a massa total.
Agora sim usamos a fórmula de energia interna para o líquido.
A energia interna total é a soma das duas partes da mistura. Vapor e líquido.