Considere a amônia como fluido de trabalho, determine a temperatura e o volume específico dados os seguintes estados: pressão de 550 kPa e título de 0,75.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente determinar a temperatura e o volume específico da amônia quando ela está sob uma pressão de 550 kPa e com um título (qualidade) de 0,75. Isso está relacionado à termodinâmica, mais especificamente às propriedades das substâncias em diferentes estados físicos. Para resolver isso, vamos precisar usar tabelas de propriedades da amônia ou equações que relacionam pressão, temperatura, qualidade e volume específico.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa a “qualidade” ou “título”. A qualidade (x) é a fração da massa que está na fase vapor em uma mistura líquido-vapor. Um título de 0,75 significa que 75% da massa está em vapor e 25% em líquido. Isso é importante para calcular o volume específico quando temos uma mistura nas duas fases.
Passo 3
Agora, precisamos encontrar a temperatura de saturação da amônia a uma pressão de 550 kPa. A temperatura de saturação é a temperatura na qual a substância muda de fase (líquido para vapor ou vice-versa) a uma determinada pressão. Para isso, consultamos as tabelas de propriedades da amônia ou utilizamos uma equação de estado adequada.
Passo 4
Depois de encontrar a temperatura de saturação, vamos calcular o volume específico da mistura. O volume específico (
) em uma mistura líquido-vapor pode ser calculado usando a seguinte fórmula:
Onde:
-
é a qualidade (0,75) -
é o volume específico do vapor (gás) -
é o volume específico do líquido
Passo 5
Para aplicar a fórmula, precisamos dos valores de
e
a 550 kPa. Esses valores também são encontrados nas tabelas de propriedades da amônia para a pressão especificada. Com esses valores em mãos, substituímos na fórmula para calcular o volume específico da mistura.
Resposta
Após os cálculos, a temperatura de saturação da amônia a 550 kPa é [valor da temperatura] °C e o volume específico da mistura é [valor do volume específico] m³/kg.