Um tanque rígido de
contém fluido refrigerante R -134a inicialmente a 160 kPa e título de
. Calor é entāo transferido para o refrigerante até que sua pressão atinja 700 kPa . Determine: (a) a massa de fluido refrigerante no tanque; (b) a quantidade de calor transferido durante o processo.
Informaçōes complementares:
ELV - R134a
Informaçōes complementares:
ELV - R134a
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160 |
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0,0007437 | 0,12348 | 31,09 | 221,35 | 31,21 | 241,11 |
R134a - vapor superaquecido
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:—: | :—: | :—: | :—: | ||||
T |
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0,049 | 367,29 | 401,31 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício nos dá um tanque rígido de 0,5 m³ contendo o fluido refrigerante R-134a inicialmente a 160 kPa com um título (qualidade) de 40%. Depois, calor é transferido até a pressão chegar a 700 kPa. Precisamos descobrir:
(a) A massa do fluido no tanque.
(b) A quantidade de calor transferido nesse processo.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica relacionados a propriedades dos fluidos refrigerantes e às transformações de energia.
Passo 2
Primeiro, vamos determinar a massa do fluido no tanque. Sabemos que a qualidade (x) é 40%, ou seja, 0,4. A qualidade representa a fração da massa que está na fase vapor.
A fórmula para calcular a massa (m) em um tanque rígido é:
Onde:
-
é o volume do tanque (0,5 m³). -
é a qualidade (0,4). -
é o volume específico da fase líquida. -
é o volume específico da fase vapor.
Passo 3
Vamos substituir os valores fornecidos na tabela:
Agora, substituindo na fórmula:
Passo 4
Calculando o denominador:
Agora, calculando a massa:
Passo 5
Agora, vamos calcular a quantidade de calor transferido durante o processo. Como o tanque é rígido, o volume não muda, então o trabalho realizado (
) é zero. Portanto, todo o calor transferido (
) vai para a variação da energia interna (
):
Onde:
-
é a energia interna inicial. -
é a energia interna final.
Passo 6
Do enunciado, temos:
Agora, calculando a variação da energia interna:
Resposta
(a) A massa de fluido refrigerante no tanque é aproximadamente 10,04 kg.
(b) A quantidade de calor transferido durante o processo é aproximadamente 3370,88 kJ.