Um conjunto cilindro pistão sem atrito contém 5 kg de R 410 a a
e
. O sistema é resfriado a pressão constante até que o vapor se apresente como vapor saturado. Calcule o trabalho realizado durante o processo
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que temos aqui! Temos um cilindro com um pistão contendo 5 kg de R-410A a uma pressão de
e uma temperatura de
. O sistema vai ser resfriado a pressão constante até ficar como vapor saturado. Nosso objetivo é calcular o trabalho realizado durante esse processo.
Para resolver isso, vamos precisar entender alguns conceitos de termodinâmica, como propriedades dos refrigerantes, processos a pressão constante e como calcular o trabalho nesses processos.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as propriedades iniciais do R-410A no estado inicial. Sabemos que temos 5 kg do refrigerante a
e
. Precisamos determinar se esse estado é superaquecido ou se está na condição de saturação.
Consultando as tabelas de propriedades termodinâmicas do R-410A, verificamos que a temperatura de saturação a
é menor que
. Isso significa que o refrigerante está no estado superaquecido nesse ponto.
Passo 3
Como o processo ocorre a pressão constante até que o refrigerante atinja o estado de vapor saturado, precisamos encontrar o volume específico no estado final, que é o vapor saturado a
.
Novamente, consultando as tabelas de propriedades do R-410A, obtemos o volume específico do vapor saturado (
) a
.
Passo 4
Agora, para calcular o trabalho realizado, usamos a fórmula para processos a pressão constante:
Onde:
-
é o trabalho -
é a pressão constante -
é a variação do volume
Primeiro, calculamos o volume inicial (
) usando o volume específico do estado superaquecido encontrado nas tabelas:
Depois, calculamos o volume final (
) usando o volume específico do vapor saturado:
Passo 5
Substituímos os valores na equação do trabalho:
Certificamo-nos de que todas as unidades estão compatíveis (por exemplo, pressão em kPa, volume em m³, massa em kg) para que o resultado final seja apresentado em Joules (
).
Passo 6
Após realizar os cálculos com os valores obtidos das tabelas, obtemos o valor do trabalho realizado durante o processo de resfriamento.
Resposta
O trabalho realizado durante o processo é de aproximadamente **
, J**.