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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 14

Considere uma bomba em um ciclo de calor com o R - 22 como fluido de trabalho. Calor é rejeitado do R - 22 a 40   ° C durante um processo no qual o R - 22 a 40   ° C muda de vapor saturado para líquido saturado. O calor é transferido para o R - 22   a 0 ° C .

  1. Mostre o ciclo em um diagrama T - s
  2. Determine o título do R - 22 no início e no final do processo isotérmico de transferência de calor a 0   ° C
  3. Determine o coeficiente de performance do ciclo

Passo 1

Fala pessoal, tudo tranks?

No nosso problema, temos uma bomba em um ciclo de calor com o R - 22 como fluido de trabalho. Calor é rejeitado do R _ 22 a 40   ° C durante um processo no qual o R - 22 a 40   ° C durante um processo no qual o R - 22   muda de vapor saturado para líquido saturado. O calor é transferido para o R - 22   a 0 ° C .

E como pede o exercício, vamos começar então fazendo o esboço do nosso ciclo em um diagrama T-s

a) Temos então, que...

Passo 2

b) Feito o esboço do nosso ciclo, vamos então atrás das entropias. Porque nessa letra aqui, temos que achar o título do R - 22 no início e no final do processo isotérmico de transferência de calor a 0   ° C

De acordo com a tabela abaixo...

Dando uma olhada nessa figura e com base no ciclo que a gente esboçou no Passo 1, temos que...

s 3 = s 4 = 0,3417   k J / k g ⋅ K

s 1 = s 2 = 0,87458   k J / k g ⋅ K

Onde...

s 3 f = s 4 f = s 1 f = s 2 f = 0,17511   k J k g ⋅ K

s 3 f g = s 4 f g = s 1 f g = s 2 f g = 0,7518   k J k g   K

Sendo assim, usando a fórmula abaixo...

s = s f + x s f g

Podemos obter os títulos correspondentes...

s 4 = 0,3417 = 0,17511 + x 4 ( 0,7518 )

x 4 = 0,2216

s 1 = 0,87458 = 0,17511 + x 1 ( 0,7518 )

x 1 = 0,9304

Passo 3

c) Por último, falta determinar o coeficiente de performance do ciclo

Sabemos que ele é dado pela seguinte fórmula...

β = Q H W e n t r a d a

Mas essa fórmula também pode ser escrita como...

β = T H T H - T L

Sendo assim, basta substituir com as temperaturas quente e frio do enunciado em K :

β = 40 + 273,15 40 + 273,15 - 0 - 273,15

β = 7,83

Pronto! Finalizamos aqui!

Resposta

a)

b)

x 4 = 0,2216

x 1 = 0,9304

c)

β = 7,83

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