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Enunciado

Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 39

Determine os valores das propriedades especificadas para cada uma das condições a seguir.

(a) Para o Refrigerante 134a a T = 60°C e v= 0,072 m^3/kg, determine p em kPa e h em kJ/kg.

(b) Para a amônia a p = 8 bar e v = 0,005 m3/kg, determine Tem °C e u em kJ/kg.

(c) Para o Refrigerante 22 a T = -10ºC e u = 200 kJ/kg, determine p em bar e v em m3/kg.

Passo 1

Oieee, tudo certo?

Vamos lá aprender a utilizar as tabelas pra usar os dados de energia interna específica e entalpia, que serão dados muito importantes para resolver os problemas.

Passo 2

a) Obtendo o volume específico de vapor saturado de R-134a a uma temperatura de T = 60 ° C da Tabela A-10 “Propriedades de R-134a Saturado” no livro texto

v g = 0,0114 m 3 / k g

O volume específico dado ( v = 0,0114 m 3 / k g ) é maior que o volume específico de vapor. Então, o estado é vapor superaquecido.

Obtendo as propriedades de R-134a a temperatura T = 60 ° C e volume específico v = 0,072   m 3 / k g da Tabela A-12 “Propriedades de R-134a Superaquecido” no livro texto usando interpolação

  • Pressão

    • p = 3,2 + 4,0 - 3,2 0,072 - 0,08106 0,06405 - 0,08106 = 3,626   b a r

  • Entalpia específica

    • h = 302,72 + 301,51 - 302,72 0,072 - 0,08106 0,06405 - 0,08106 = 302,075   k J / k g

    Passo 3

    b) Obtendo as propriedades de amônia a pressão p = 8   b a r da Tabela A-14 “Propriedades de Amônia Saturada” no livro texto

  • Volume específico de líquido saturado: v f = 1,6302 ⋅ 10 - 3 m 3 / k g
  • Volume específico de vapor saturado: v g = 0,1596 m 3 / k g
  • Energia interna específica de líquido saturado: u f = 262,64   k J / k g
  • Energia interna específica de vapor saturado: u g = 1330,64   k J / k g
  • Temperatura de saturação: T s a t = 17,84 ° C

    • O volume específico dado ( v = 0,005   m 3 / k g ) está entre volume específico de líquido saturado e vapor.

    v f < v < v g

    Então o estado está na região de mistura líquido-vapor. A temperatura nesse estado é igual a temperatura de saturação a pressão de 8   b a r

    T = T s a t = 17,84 ° C

    Passo 4

    Calculando a quantidade de vapor nesse estado

    x = v - v f v g - v f = 0,005 - 1,6302 ⋅ 10 - 3 0,1596 - 1,6302 ⋅ 10 - 3 = 0,0213

    Calculando a energia específica

    u = u f + x u g - u f = 262,64 + 0,02133 1330,64 - 262,64 = 285,45   k J / k g

    Passo 5

    c) Obtendo as propriedades do Refrigerante 22 a temperatura T = - 10 ° C da Tabela no livro texto

  • Volume específico de líquido saturado: v f = 0,7606 ⋅ 10 - 3 m 3 / k g
  • Volume específico de vapor saturado: v g = 0,0652   m 3 / k g
  • Energia interna específica de líquido saturado: u f = 33,27   k J / k g
  • Energia interna específica de vapor saturado: u g = 223,02   k J / k g
  • Pressão de saturação: p s a t = 3,5485   b a r

A energia interna específica dada ( u = 200   k J / k g ) está entre volume específico de líquido saturado e vapor.

u f < u < u g

Então o estado está na região de mistura líquido-vapor. A pressão nesse estado é igual a pressão de saturação a temperatura de T = - 10 ° C

p = p s a t = 3,5485   b a r

Passo 3

Calculando a quantidade de vapor nesse estado

x = u - u f u g - u f = 200 - 33,27 223,02 - 33,27 = 0,878

Calculando o volume específico

v = v f + x v g - v f = 0,7606 ⋅ 10 - 3 + 0,878 0,0652 - 0,7606 ⋅ 10 - 3 = 0,057338   m 3 / k g

Resposta

a) h = 302,075   k J / k g

b) u = 285,45   k J / k g

c) v = 0,057338   m 3 / k g

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