Refrigerante R-12 está contido em um recipiente de vidro selado a 50^circ C. À medida que é resfriado, observa-se que gotículas de vapor se condensam nas paredes laterais a 20^circ C. Encontre a pressão original no recipiente.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um exercício sobre termodinâmica envolvendo o refrigerante R-12 dentro de um recipiente de vidro selado. A gente precisa descobrir qual é a pressão original nesse recipiente quando ele está a 50^circ C. Para resolver isso, vamos usar conceitos de pressão de vapor, equilíbrio de fases e a conservação da quantidade de matéria. Vamos precisar também das tabelas de pressão de saturação do R-12 para as temperaturas dadas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que acontece quando o refrigerante é resfriado de 50^circ C para 20^circ C. A medida que resfriamos, parte do vapor se condensa em líquido nas paredes do recipiente. Isso significa que a pressão do vapor a 20^circ C será a pressão de saturação correspondente a essa temperatura.

Passo 3

Sabemos que o recipiente está selado, ou seja, a quantidade total de refrigerante (vapor + líquido) permanece constante. Podemos usar a relação da conservação da massa para relacionar as quantidades antes e depois da condensação.

Passo 4

Vamos chamar de P1 a pressão inicial a 50^circ C e P2 a pressão a 20^circ C. De acordo com as tabelas de pressão de saturação para o R-12:
  • A pressão de saturação a 50^circ C é aproximadamente P1 = 1,79 MPa.
  • A pressão de saturação a 20^circ C é aproximadamente P2 = 0,569 MPa.

Passo 5

Como o volume do recipiente é constante e a temperatura foi reduzida, parte do vapor a alta pressão se condensa até que a pressão do vapor atinge a pressão de saturação a 20^circ C, que é P2.

Passo 6

Por conservação da massa, podemos afirmar que a quantidade de vapor não muda completamente, apenas parte dele se condensa. Assim, a pressão original no recipiente, P1, era igual à pressão de saturação a 50^circ C.

Resposta

A pressão original no recipiente é de aproximadamente 1,79 MPa.

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