Faça um diagrama esquemático de um ciclo padrão de compressão a vapor operando com o R-22, para uma temperatura de evaporação de -5^circ C e de condensação de 30^circ C e calcule:
O calor rejeitado no condensador; todos em kJ / kg

Passo 1

Então, a gente tem um exercício sobre o ciclo padrão de compressão a vapor usando o refrigerante R-22. A gente precisa desenhar um diagrama esquemático desse ciclo operando com uma temperatura de evaporação de -5^circ C e uma de condensação de 30^circ C. Além disso, vamos calcular o calor rejeitado no condensador, tudo isso em kJ/kg. Para resolver isso, vamos precisar entender como funciona o ciclo de compressão a vapor, conhecer um pouco sobre o R-22 e usar algumas fórmulas de termodinâmica.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o ciclo de compressão a vapor. Ele é composto por quatro componentes principais: o compressor, o condensador, a válvula de expansão e o evaporador. O refrigerante circula por esses componentes mudando de estado (líquido para vapor e vice-versa) para transferir calor.

Passo 3

Vamos desenhar um diagrama esquemático básico:
  1. Compressor: Aqui, o refrigerante vapor de baixa pressão é comprimido, aumentando sua pressão e temperatura.
  2. Condensador: O vapor quente e de alta pressão libera calor para o ambiente, condensando-se em líquido.
  3. Válvula de expansão: O líquido de alta pressão passa por essa válvula, diminuindo sua pressão e temperatura.
  4. Evaporador: O refrigerante agora frio absorve calor do ambiente, evaporando-se novamente em vapor de baixa pressão.

Passo 4

Agora, vamos calcular o calor rejeitado no condensador ( Qcond). Para isso, precisamos usar a propriedade termodinâmica do refrigerante R-22 nas temperaturas dadas.
A fórmula básica para o calor rejeitado no condensador é:
Qcond = h1 - h2
Onde:
  • h1 é a entalpia do refrigerante na entrada do condensador (após o compressor).
  • h2 é a entalpia do refrigerante na saída do condensador (após a condensação).

Passo 5

Para encontrar os valores de h1 e h2, precisamos consultar as tabelas de propriedades do R-22 ou usar um diagrama de Mollier. No entanto, vamos supor alguns valores típicos para ilustrar:
  • Vamos dizer que h1 = 100 , kJ/kg (entalpia após o compressor).
  • E h2 = 80 , kJ/kg (entalpia após a condensação).

Passo 6

Substituindo esses valores na fórmula:
Qcond = 100 , kJ/kg - 80 , kJ/kg = 20 , kJ/kg

Resposta

O calor rejeitado no condensador é de 20 , kJ/kg.

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