Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 129
Um tanque de volume desconhecido é dividido por uma partição. Um lado do tanque contém 0,03 m³ de refrigerante 134a sob a forma de líquido saturado a 1,2 MPa, enquanto o outro lado é evacuado. A partição é removida e o refrigerante ocupa todo o tanque. Considerando que o estado final do refrigerante é de 30 °C e 400 kPa, determine o volume do tanque.
Passo 1
Para resolver este problema, devemos dividi-lo em duas situações: antes e depois da partição ser removida.
No momento anterior à remoção, o compartimento tem um volume de 0,03 m³ de refrigerante 134a como líquido saturado a uma pressão de 1,2 MPa:
No momento posterior à remoção, o refrigerante está a uma temperatura de 30 °C e a uma pressão de 400 kPa, e devemos descobrir qual o volume do tanque a partir do volume específico do refrigerante sob essas condições.
Para a resolução da questão, iremos utilizar as Tabelas A-12 (página 928) e A-13 (929).
Passo 2
Primeiro, devemos calcular o volume específico no estado 1 () do refrigerante a partir da tabela A-12 na condição de líquido saturado a uma pressão de 1,2 MPa (ou 1200 kPa):
Com o valor do volume específico e o valor do volume ocupado pelo líquido no compartimento, é possível calcular a massa de R-134a no sistema:
Passo 3
A partir da Tabela A-13, podemos entrar com os dados de pressão e temperatura para encontrar o volume específico no estado 2 ().
Portanto, a uma pressão de 400 kPa (0,4 MPa) e uma temperatura de 30 °C:
Resposta
Assim, com a massa do refrigerante do sistema e com o volume específico no estado 2, é possível calcular o volume do tanque: