Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 97
Considere os dois tanques, A e B, conectados com uma tubulação com válvula (veja a Fig. P3.97). A capacidade de cada tanque é litros. O tanque A contém a , sendo de líquido e de vapor, em volume, enquanto o tanque B está evacuado. A válvula que liga os tanques é então aberta e vapor saturado sai de até que a pressão em se torne igual a pressão em A. Neste instante, a válvula é fechada. Esse processo ocorre lentamente, de modo que todas as temperaturas permanecem constantes e iguais a durante o processo. Determine a variação de título que ocorre no tanque A durante este processo?
Passo 1
Fala pessoal, tudo bem? Vamos que essa é tranquila.
Ó utilizaremos a fórmula de definição de título:
Em que é a massa do vapor e massa total do sistema.
Certo, sabemos como calcular o título, isso é bom.
Agora como encontrara a massa?
Bem vamos calcular a massas por meio de lógica, imagine dividir o volume do recipiente pelo volume específico da substância contida, qual unidade sobrará?
Bem basicamente temos tudo para resolver a questão, agora é uma situação de estado.
Passo 2
Vamos calcular a massa no estado inicial e seu título, em que nós só tínhamos massa no tanque A.
Olhando na tabela , com a temperatura vamos encontrar o volume específico de casa fase:
Aplicando a fórmula da massa que mostrei no passo 1, vamos calcular a massa total do sistema. Como temos uma porcentagem diferente para cada fase vamos ter q multiplicar por ela.
Passo 3
Massa de cada fase e a massa total do sistema calculado, vamos para o título de estado inicial:
Passo 4
Agora vamos calcular a massa de substância que passou para o tanque , pois, assim iremos saber quanto de realmente massa restou no tanque e conseguiremos calcular o título final no tanque e por ultimo descobrir sua variação.
Para que a válvula seja aberta, a pressão e a temperatura permaneçam iguais, a única fase da substância que passa para o tanque é a de vapor.
Estado final:
Passo 5
Com massa que foi para tanque em mãos, vamos saber quanto restou no tanque :
Agora para calcular o título, vamos calcular o volume específico que temos no tanque e por ultimo aplicar a fórmula do volume médio. Estado final temos apenas o volume do tanque , portanto:
Aplicando a fórmula do volume médio:
Olhando na tabela o é igual a
Passo 6
Portanto, a variação de título foi de: