Enunciado

Um arranjo pistão-cilindro contém 0,85 kg de refrigerante-134a a 10 °C. O pistão, que está livre para se movimentar, possui uma massa de 12 kg e um diâmetro de 25 cm. A pressão atmosférica local é de 88 kPa. Calor é transferido para o refrigerante-134a até que a temperatura atinja 15 °C. Determine:

  1. a pressão final
  2. a variação do volume do cilindro
  3. a variação da entalpia do refrigerante-134a.

Passo 1

A pressão final é igual à pressão inicial, que é determinada a partir de:

P 2 = P 1 = P a t m + m p g π D 2 / 4 = 90.4 k P a

Passo 2

Na letra b, o volume específico e entalpia do R-134a no estado inicial de 90.4 kPa e no estado final de 90,4 kPa e 15° C são (do EES):

ν 1 = 0.2302 m 3 / k g

ν 2 = 0.2544 m 3 / k g

h 1 = 247.76 k J / k g

h 2 = 268.16 k J / k g

Os volumes inicial e final e a alteração de volume são:

V 1 = m ν 1 = 0.1957 m 3

V 2 = m ν 2 = 0.2162 m 3

Δ V = 0.0205 m 3

Passo 3

Na letra c, a variação total da entalpia é determinada a partir de:

Δ H = m ( h 2 - h 1 ) = 17.4 k J / k g

Resposta

a) P 2 = 90.4 k P a

b) Δ V = 0.0205 m 3

c) Δ H = 17.4 k J / k g

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