Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 40
Determine a fase e as propriedades que faltam para os seguintes casos:
a)
b)
c)
d)
Passo 1
Vamos lá pessoal, para cada substância e fase dela utilizaremos uma tabela diferente.
Utilizaremos comparativos de pressão e de volume específico para determinar a fase do estado.
Com base no estado descoberto poderemos determinar se existe título ou não.
Passo 2
a) Substância , situação de estado: .
Olhando na tabela , utilizando a, temos a pressão saturada de:
Olhando em um diagrama generalizado como na figura 3.5 da página 42.
Temos que . Portanto, temos um líquido compressível.
Passo 3
a) Sabendo que temos um líquido compressível e não uma mistura, podemos afirmar que não temos título.
E por saber que temos uma fase líquida nosso volume específico vai ser muito próximo de .
Utilizando a mesma tabela.
Passo 4
b) Substância , situação de estado: .
Olhando na tabela , utilizando a , encontraremos os seguintes volumes específicos:
Comparando os de volumes de líquido e vapor com o de estado, temos:
Como nosso volume de estado é maior que o volume de vapor e a uma pressão de , temos fase de estado vapor superaquecido.
Passo 5
b) Sabendo que temos um vapor superaquecido e não uma mistura, podemos afirmar que não temos título.
E por saber que temos um vapor superaquecido, a nosso temperatura vai ser determinada por:
Olhando na tabela de vapor superaquecido sobe a pressão de e mesmo volume, temos uma temperatura de:
Note que nosso volume esta entre e , fazendo uma média entre, temos:
Passo 6
c) Substância , situação de estado: .
Olhando na tabela , utilizando a, temos à pressão saturada de:
Passo 7
Olhando na mesma tabela, vamos comparar os volumes específicos da fase líquida e vapor.
Temos o seguinte intervalo:
Note que nosso volume de estado esta entre líquido e vapor, logo, este estado é uma mistura de líquido e vapor. Se temos mistura, temos título.
Calculando o título, temos:
Olhando na mesma tabela o volume de líquido e vapor é .
Aplicando a fórmula, fica:
Passo 8
d), situação de estado e .
Olhando na tabela , utilizando a e , temos à pressão saturada de:
Note que os dois maiores valores do volume na temperatura de se encontram entre e , faremos uma média entre os dois valores e teremos nossa pressão:
Passo 9
Olhando na mesma tabela, note que ela pertence ao metano superaquecido e nosso volume de estado é maior que os dois volumes analisados para média da pressão. Portanto, este estado está na fase de vapor superaquecido.
E por termos a fase de vapor superaquecido, não temos mistura de fases logo, não temos título.
Resposta
a) ; ; ; e fase líquido compressível.
b); ;; e fase vapor superaquecido.
c);;; ; fase mistura de fases.
d); ; ; e fase vapor superaquecido.