Enunciado

Um tanque rígido de 2   p é s 3 contém refrigerante-134a saturado a 160   p s i a . Inicialmente, a fase líquida do refrigerante corresponde a 5 % do volume, e o restante é ocupado por vapor. Uma válvula no topo do tanque é então aberta, e vapor escapa lentamente do tanque. Em seguida, calor é transferido para o refrigerante, até que a pressão dentro do tanque permaneça constante. A válvula é fechada quando a última gota de líquido no tanque é vaporizada. Determine a transferência de calor total para esse processo.

Passo 1

Hey hey, vamo lá! Um tanque rígido contém inicialmente uma mistura saturada de vapor-líquido de R-134a. Uma válvula no topo do tanque é aberta, e o vapor é deixado escapar a pressão constante até que todo o líquido no tanque desapareça. A quantidade de transferência de calor deve ser determinada.

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 massa inicial, a energia interna inicial e a massa final no tanque são

Depois a partir do balanço de massa e de energia:

Resposta

Q i n = 486   B t u

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