Vapor saturado de R-410a a
sofre um processo isotérmico até que seu volume específico atinja o dobro do valor inicial. Determine, no estado final, a pressão e o título, no caso de o estado ser saturado. Refaça o problema considerando que o volume específico final do processo seja igual à metade do inicial
Passo 1
Vamos resumir o que a questão pede: Temos vapor saturado de R-410a a
que passa por um processo isotérmico (temperatura constante) até que seu volume específico dobre. Precisamos encontrar a pressão e o título (qualidade) no estado final, assumindo que ele está saturado. Depois, refaremos o problema considerando que o volume específico final seja a metade do inicial.
Conteúdo envolvido: Termodinâmica de processos isotérmicos, propriedades dos refrigerantes (R-410a), e conceitos de estado saturado e qualidade.
O que vamos precisar: Tabela de propriedades do R-410a a
, fórmulas de processos isotérmicos (
), e a definição de qualidade (
).
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados do estado inicial:
- Temperatura inicial (
): - Pressão de saturação inicial (
): Consultando a tabela do R-410a, a a pressão de saturação é aproximadamente . - Volume específico inicial (
): Na tabela, para vapor saturado a , .
Passo 3
Como o processo é isotérmico, a relação
se aplica. Ou seja:
No primeiro caso, o volume específico final é o dobro do inicial:
Passo 4
Usando a relação isotérmica:
Passo 5
Agora, precisamos verificar se o estado final com
e
está saturado. Consultando a tabela de saturação do R-410a a essa nova pressão, identificamos os volumes específicos de líquido saturado (
) e vapor saturado (
).
Suponhamos que a
:
Passo 6
A qualidade (
) é dada por:
Substituindo os valores:
Como
, isso indica que o estado final está além da condição de vapor saturado, ou seja, é superaquecido, e não saturado. Portanto, não existe qualidade definida nesse estado.
Passo 7
Agora, refazendo o problema onde o volume específico final é metade do inicial.
Dados iniciais:
- Volume específico inicial (
): - Volume específico final (
):
Passo 8
Aplicando a relação isotérmica:
Passo 9
Verificando na tabela de saturação do R-410a a
, encontramos:
Passo 10
Calculamos a qualidade (
):
Passo 11
A qualidade
significa que aproximadamente 49,1% da massa está na fase vapor e 50,9% na fase líquida no estado final.
Resposta
No estado final com o volume específico reduzido pela metade, a pressão é aproximadamente
e a qualidade é cerca de 49,1%.