Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 133
Um tanque rígido de inicialmente contém refrigerante-134a a . Nesse estado, a fase de vapor da massa corresponde a do volume total do refrigerante, e o restante está na fase líquida. O tanque é então conectado por uma válvula a uma linha de alimentação na qual o refrigerante a e escoa em regime permanente. Em seguida, a válvula é ligeiramente aberta, e refrigerante entra no tanque. Quando a pressão do tanque atinge , todo o refrigerante do tanque está no estado de vapor saturado. Nesse instante a válvula é fechada. Determine (a) a temperatura final do tanque, (b) a massa do refrigerante que entrou no tanque e (c) a quantidade de calor trocado entre o sistema e a vizinhança.
Passo 1
Hey hey, vamo lá! Um tanque rígido contém inicialmente uma mistura saturada de R-134a líquido-vapor. O tanque é ligado a uma linha de alimentação e o R134a pode entrar no tanque. A temperatura final no tanque, a massa do R-134a que entrou, e a transferência de calor devem ser determinadas.
Passo 2
Nós tomamos o tanque como o sistema, que é um volume de controle desde que a massa atravessa o limite. Observando que as energias microscópicas de fluidos e não fluidos são representadas pela entalpia h e energia interna u, respectivamente, os balanços de massa e energia para este sistema de fluxo uniforme podem ser expressos como:
Equilibrio de massa:
Equilibrio de energia:
(a) O tanque contém vapor saturado no estado final a , e portanto a temperatura final é a temperatura de saturação a esta pressão
Passo 3
(b) As massas inicial e final no tanque são:
Então a partir do balanço de massa
(c) A transferência de calor durante este processo é determinada a partir do balanço energético a ser 