Refrigerante 22 entra no Compressor de um Aparelho de Ar Condicionado a 6 bar e
e é comprimido em Regime Permanente até 14 bar e
. A Vazão Mássica do Refrigerante é de
. A Potência do Compressor é de 20,7 kJ para cada kg de R22. Desprezando os Efeitos de Energia Cinética e Potencial, determine a Transferência de Calor, em kW. Resposta:
.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a gente tem aqui. O exercício trata de termodinâmica, especificamente de um ciclo de refrigeração envolvendo o Refrigerante 22 (R22). A gente precisa calcular a transferência de calor do sistema, ou seja, quanto calor está sendo trocado no processo. Para isso, vamos usar a primeira lei da termodinâmica para sistemas em regime permanente, o que vai nos ajudar a balancear a energia que entra e sai do compressor.
Passo 2
Primeiro, vamos listar o que sabemos:
- Pressão de entrada no compressor: 6 bar
- Temperatura de entrada: 10°C
- Pressão de saída do compressor: 14 bar
- Temperatura de saída: 45°C
- Vazão mássica: 79,13 kg/min
- Potência do compressor: 20,7 kJ/kg
Vamos converter a vazão mássica de kg/min para kg/s para facilitar os cálculos:
Passo 3
Agora, aplicamos a primeira lei da termodinâmica para controle de massa em regime permanente:
Onde:
-
é a transferência de calor -
é a potência do compressor -
e são as entalpias específicas de entrada e saída
Vamos rearranjar a equação para encontrar
:
Passo 4
Precisamos descobrir as entalpias específicas
e
para o R22 nas condições dadas. Para isso, consultamos tabelas termodinâmicas do R22:
- Enthalpia na entrada (
) a 6 bar e 10°C - Enthalpia na saída (
) a 14 bar e 45°C
Vamos supor que encontramos:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na equação:
Calculando cada parte:
Somando os dois:
Resposta
A transferência de calor é aproximadamente
.
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.