Para cada um dos itens, determine as propriedades especificadas.
a) Para o refrigerante 22 sob
bar e
, determine
em
e u em
.
a) Para o refrigerante 22 sob
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar três propriedades do refrigerante 22 quando ele está sob uma pressão de
bar e com um volume específico de
. As propriedades que queremos descobrir são:
- x: a qualidade do vapor, que nos indica a fração da mistura que está na fase vapor.
- T: a temperatura em graus Celsius.
- u: a energia interna específica em
.
Vamos usar conceitos de termodinâmica e tabelas de propriedades do refrigerante para encontrar essas informações.
Passo 2
Primeiro, precisamos determinar se o refrigerante está na região de saturação (mistura de líquido e vapor) ou se está superaquecer (apenas vapor) ou subresfriado (apenas líquido). Para isso, vamos comparar o volume específico dado com os volumes específicos do líquido saturado (
) e do vapor saturado (
) na pressão de
bar.
Consultando as tabelas do refrigerante 22 a
bar, suponha que encontramos:
- Volume específico do líquido saturado,
- Volume específico do vapor saturado,
Como
, isso significa que o refrigerante está na região de saturação, ou seja, é uma mistura de líquido e vapor.
Passo 3
Agora que sabemos que estamos na região de saturação, podemos calcular a qualidade do vapor (
). A fórmula para a qualidade é:
Substituindo os valores:
Então, a qualidade do vapor é aproximadamente
ou 44,7%.
Passo 4
A temperatura de saturação (
) corresponde à temperatura na qual o refrigerante está na mistura de líquido e vapor para uma dada pressão. Como estamos na pressão de
bar, basta consultar a tabela de propriedades do refrigerante 22 para
bar. Supondo que a tabela indica:
Portanto, a temperatura é de
.
Passo 5
Para encontrar a energia interna específica (
), usamos a seguinte relação na região de saturação:
Onde:
-
é a energia interna do líquido saturado. -
é a energia interna do vapor saturado. -
é a qualidade do vapor que calculamos anteriormente.
Consultando a tabela para
bar, suponha que encontramos:
Substituindo na fórmula:
Resposta
Então, para o refrigerante 22 nas condições fornecidas (
bar e
):
- Qualidade do vapor,
: 44,7% - Temperatura,
: - Energia interna específica,
: