Enunciado

Nós precisamos conhecer a diferença entre o volume específico do vapor saturado de R - 123 a - 30 ° C e o liquido saturado, nesta temperatura, para o projeto de uma instalação de refrigeração. Qual é a sua estimativa?

Passo 1

Olá pessoal, tudo bem?

Bem, para desenvolver esta questão iremos determinar o volume específico do nosso refrigerante no estado liquido gasoso.

Utilizaremos a fórmula do gás real para determinar ele.

P ∙ v L V = Z R T

Em que Z é o nosso fator de compressibilidade.

Passo 2

Para determinar nosso volume teremos que encontrar a temperatura reduzida e a constante dos gases que se refere ao nosso refrigerante.

Utilizando a tabela A . 2 , temos os seguintes constantes críticas para o nosso refrigerante.

P c = 3,67   M P a

T c = 456,9   K

M = 152,93

Com estes dados podemos determinar a temperatura reduzida, que é a temperatura que utilizaremos para encontrar outros dados nas tabelas, e vamos calcular a constante do nosso gás.

T r = T T c

Convertendo a temperatura de - 30 ° C para Kelvin, T = - 30 + 273 = 243   K

Retomando o calculo:

T r = 243 456,9 = 0,53

E por definição temos que a fórmula da constante dos gases é, tendo a constante dos gases ideias igual a R - = 8,31451 m 3 ∙ P a K ∙ m o l  

R = R - M = 8,31451 152,93 = 0,0544

Passo 3

Para o fato de compressibilidade teremos que olhar na figura D . 1 da página 563, e note que nosso T r se encontra abaixo da linha que possui marcação 0,6 que esta na vertical. Por isto, temos um líquido e vapor.

Para líquido e vapor utilizaremos D . 4 , como nosso T r se encontra entre 0,5 e 0,6 vamos uma média simples entre os dois.

Z V = 0,9725

Z L = 3,075 ∙ 10 - 3

P r = 0,0163

Com o fator de compressibilidade de vapor e líquido podemos determinar fator vapor e líquido por meio da diferença entre eles:

Z L V = 0,9725 - 3,075 ∙ 10 - 3 = 0,969425

Passo 4

A pressão que entrará na fórmula será a multiplicação da crítica com a reduzida.

P = P r ∙ P c

P = 0,0163 ∙ 3,67 = 59 ,   821   k P a

Passo 5

Aplicando a fórmula, podemos determinar o volume liquido vapor:

P ∙ v L V = Z L V ∙ R T

v L V = 0,969425 ∙ 0,0544 ∙ 243 59 ,   821  

v L V = 0,21422   m 3 / k g

Resposta

v L V = 0,21422   m 3 / k g

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