Determine a energia interna específica ( ) de cada uma das substâncias abaixo nos estados indicados: R-134a a e .

Passo 1

Beleza, vamos lá! O que a gente precisa fazer aqui é determinar a energia interna específica (u) do R-134a quando ele está a uma temperatura de 140°C e uma pressão de 7,5 MPa. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre termodinâmica, especificamente sobre as propriedades dos fluidos e como usar as tabelas de propriedades do R-134a.

Passo 2

Primeiro, precisamos identificar se o estado em que o R-134a se encontra está na região de saturação ou na região superaquecida. A região de saturação é onde o líquido e o vapor coexistem, enquanto a superaquecida é quando o vapor está acima da temperatura de saturação para essa pressão.

Passo 3

Vamos consultar as tabelas de propriedades termodinâmicas do R-134a para encontrar a temperatura de saturação correspondente à pressão de 7,5 MPa. Com isso, podemos comparar com a temperatura dada de 140°C.

Passo 4

Ao verificar as tabelas, constatamos que a temperatura de saturação do R-134a a 7,5 MPa é aproximadamente 140°C. Isso significa que o R-134a está na condição de saturação, ou seja, está no ponto onde líquido e vapor coexistem.

Passo 5

Na condição de saturação, a energia interna específica (u) pode ser encontrada diretamente na tabela correspondente à mistura satura. Geralmente, as tabelas fornecem os valores de energia interna para o líquido saturado (uf) e para o vapor saturado (ug).

Passo 6

Como não foi especificado se estamos tratando de líquido ou vapor, vamos assumir que queremos a energia interna específica para a mistura saturada. Nesse caso, precisaríamos saber a qualidade (x) do vapor, que é a fração de vapor na mistura. Porém, como não temos essa informação, vamos considerar a condição de saturação pura.

Passo 7

Consultando a tabela do R-134a para 7,5 MPa e 140°C, encontramos os valores de energia interna específica para o líquido saturado (uf) e para o vapor saturado (ug). A energia interna específica na condição de saturação pode ser representada pela fórmula:
Onde x é a qualidade do vapor.

Passo 8

Como não temos a qualidade x, vamos considerar que o R-134a está no ponto de saturação puro, isto é, x = 0 para o líquido saturado ou x = 1 para o vapor saturado. Vamos assumir que estamos lidando com o vapor saturado, então x = 1.

Passo 9

Aplicando x = 1 na fórmula:
Portanto, a energia interna específica será igual à do vapor saturado.

Resposta

A energia interna específica (u) do R-134a a 140°C e 7,5 MPa é igual à energia interna do vapor saturado, ou seja, .

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