Um refrigerador funciona no ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor utilizando refrigerante R-134a como fluido de trabalho entre os limites de pressão de 120 kPa e 800 kPa. Considerando que a taxa de remoção de calor do espaço refrigerado é 32 kJ/s, o fluxo de massa do refrigerante será

(a) 0,19 kg/s (b) 0,15 kg/s (c) 0,23 kg/s (d) 0,28 kg/s (e) 0,81 kg/s

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem?

Bem, podemos esboçar o esquema do diagrama T-s para o ciclo de refrigeração por compressão de vapor assim:

Como o Q ˙ L já foi dado, podemos encontrar a relação para a vazão mássica, uma vez que:

Q ˙ L = m ˙ h 1 - h 4 → m ˙ = Q ˙ L h 1 - h 4

Passo 2

Então devemos encontrar os valores das entalpias nos estados 1 e 4:

Primeiramente, sabemos que P 1 = P 4 = 120   k P a e o estado 1 se encontra em vapor saturado, então, das tabelas termodinâmicas para o refrigerante R-134a, temos:

h 1 = 236,97 K J k g   e   s 1 = 0,94779 K J k g K

Sabe-se que o estado 2 encontra-se em vapor superaquecido e P 2 = P 3 = 800   k P a e que s 1 = s 2 , então:

h 2 = 276,45 K J k g

O estado 3 se encontra em líquido saturado e possui P 3 = 800   k P a , então:

h 3 = 95,47 K J k g

E assumindo que há estrangulamento em 3-4, então h 4 = h 3 = 95,47 K J k g

Portanto, a vazão mássica é dada por:

m ˙ = 32 236,97 - 95,47   → m ˙ = 0,226 k g s

Resposta

Letra c) 0,23 kg/s

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