Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 24
24 Um compressor de geladeira é alimentado com vapor de R-134a a 100 kPa e -20°C e o estado na seção de descarga do equipamente é 1 MPa e 40°C. Admitindo que a temperatura do meio seja igual a 20°C, determine o trabalho mínimo necessário para acionar o compressor.
Passo 1
Vamos lá pra mais uma questão?
Nessa vamos usar a equação da energia naquela forma que aparece as entalpias:
E também vamos usar a equação da entropia:
Ahhh.. e não vamos esquecer das benditas tabelas lá do final do livro.
Passo 2
Bom... como a gente quer o trabalho mínimo (na temperatura ambiente), então a gente já pensa logo num processo reversível, né? O que nos leva a:
E também:
então ficamos com a equação da entropia assim:
Passo 3
Agora uma dica. Repara que tem uma “alimentação” e uma “descarga”... isso vai entrar na equação da energia representado pelas entalpias (uma positiva, a que ta entrando, e outra negativa, a que ta saindo):
E juntando as duas equações:
Agora a gente só precisa achar esses valores de entalpia e entropia nas tabelas.
Passo 4
Olhando na tabela B.5.1, a pressão de saturação pra -20°C:
Como a pressão na alimentação é mais baixa (100 kPa), então temos vapor superaquecido.
Pegando os dados na tabela B.5.2, pra -20°C e 100 kPa:
- entalpia específica:
- entropia específica:
Passo 5
E na seção de descarga, olhando a tabela B.5.1 a pressão de saturação pra 40°C:
Como a pressão que temos na seção de descarga é menor que a pressão de saturação, então também temos vapor superaquecido.
Pegando os dados na tabela B.5.2:
- entalpia específica:
- entropia específica:
Passo 6
Agora só juntar isso tudo e calcular o bendito trabalho mínimo:
Ahhh.. falta a temperatura ambiente que temos que passar pra Kelvin, né... ()
Agora sim... o trabalho mínimo: