Enunciado

Um vaso contém água a 100   k P a e com título igual a 10 % . Determine a fração em volume do vaso que é ocupada por vapor d’água.

Passo 1

Temos uma água a 100   k P a com título de 10 % e precisamos determinar a fração de volume de vapor de água.

Para isto pode solucionar a questão utilizando da razão do volume do vapor pelo volume total do vaso.

Mas para isto precisaremos determinar os volumes com base no nosso título.

Passo 2

Vamos à tabela B . 1.2 e temos o volume específico dos dois estados a essa pressão é:

v l = 0,001043   m 3 / k g

v v = 1,6940   m 3 / k g

Utilizando a definição de título para massas, temos:

m l = 1 - x ∙ m

m v = x ∙ m

E os volumes são:

V l = m l ∙ v l

Substituindo m f :

V l = 1 - x ∙ m ∙ v l

Para o vapor:

V v = m v ∙ v v

Substituindo m g :

V v = x ∙ m ∙ v v

Passo 3

Agora que temos as equações que compõem o nosso volume com base no título, podemos aplicar a razão.

F r a ç ã o = V v V = V v V v + V l = x ∙ m ∙ v v 1 - x ∙ m ∙ v l +   x ∙ m ∙ v v

Substituindo os dados e simplificando m , temos:

F r a ç ã o   d e   v a p o r = 0,1 ∙ 1,694 0,9 ∙ 0,001043 +   0,1 ∙ 1,694 = 0,1694 0,17034 = 0,9945

Resposta

F r a ç ã o   d e   v a p o r = 0,9945 = 99,45 %

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