Um tanque rígido (nota: não tem variação de volume) contém vapor saturado de R-410A a
que é resfriado até
. Determine a transferência específica de calor nesse processo.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um tanque rígido, ou seja, o volume não muda, que está cheio com vapor saturado de R-410A a
. Esse vapor é resfriado até
. O que precisamos descobrir é a transferência específica de calor nesse processo. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente sobre calor em processos de volume constante.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que significa “vapor saturado”. É o ponto onde o vapor está em equilíbrio com sua fase líquida, ou seja, está prestes a condensar se houver resfriamento adicional. No nosso caso, começamos com o vapor saturado a
.
Passo 3
Como o tanque é rígido, o volume não muda durante o processo. Em termodinâmica, quando o volume é constante, o trabalho feito pelo sistema é zero porque
. Portanto, toda a transferência de calor será usada para mudar a energia interna do sistema.
Passo 4
A transferência de calor em um processo a volume constante é dada pela variação da energia interna específica, ou seja:
onde
é a energia interna específica inicial e
é a final.
Passo 5
Para encontrar
e
, precisamos consultar as tabelas de propriedades do R-410A. Vamos localizar os valores de energia interna específica para o vapor saturado a
e para a temperatura
.
Passo 6
Supondo que os valores são:
- Para
(vapor saturado): - Para
:
Passo 7
Agora, aplicamos a fórmula do passo 4:
O sinal negativo indica que o calor foi retirado do sistema.
Resposta
A transferência específica de calor nesse processo é
.