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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 32

Verifique se o refrigerante R - 22 , em cada um dos estados abaixo, é um líquido comprimido, um vapor superaquecido, ou uma mistura de líquido e vapor saturado: 50 ° C , 0,05   m 3 / k g ; 1   M P a , 20 ° C ; 0,1   M P a , 0,1   m 3 / k g e - 20 ° C , 200   k P a .

Passo 1

Vamos analisar a pressão e temperatura quando fornecidas e volume específico.

Para cada situação teremos que recorrer as tabelas do apêndice B . 4 . 1

Irei nomear cada situação por letras para organizar melhor a resolução.

Passo 2

a) Situação de estado T = 50 ° C e v = 0,05   m 3 / k g :

Olhando na tabela B . 4 . 1 , utilizando 50 ° C para encontrar os volumes específicos de líquido e vapor, temos:

v l = 0,00 0922   m 3 / k g

v v = 0,0 11669   m 3 / k g

Comparando um intervalo entre os dois volumes e com o volume de estado

v > v v > v l

Como o nosso volume final é maior que próprio volume específico de vapor saturado. Portanto, temos vapor superaquecido.

Passo 3

b)Situação de estado P = 1   M P a e T = 20   ° C

Olhando na tabela B . 4 . 1 com a e T = 20   ° C , para encontrar a pressão saturada, temos

P a b s = 0,9099   M P a

Comparando com a pressão de estado:

P > P a b s

Se a pressão de estado é maior que a pressão de absoluta, ou seja, maior que a pressão de vaporização. O nosso refrigerante neste estado está em líquido compressível.

Passo 4

c) Situação de estado P = 0,1   M P a e v = 0,1 m 3 / k g , repetindo o mesmo processo da letra (a).

Olhando na tabela B . 4 . 1 , utilizando 0,1 M P a para encontrar os volumes específicos de líquido e vapor, temos:

v l = 0,00 0709   m 3 / k g

v v = 0 , 205745   m 3 / k g

Comparando um intervalo entre os dois volumes e com o volume de estado

v l < v < v v

Como o nosso volume final se encontra entre o intervalo, temos uma mistura de líquido com vapor.

Passo 5

d) Situação de estado P = 200   k P a e T = - 20 ° C

Olhando na tabela B . 4 . 1 com a e T = - 2 0   ° C , para encontrar a pressão saturada, temos

P a b s = 244,8   k P a

Comparando com a pressão de estado:

P < P a b s

Se a pressão de estado é menor que a pressão de absoluta, ou seja, menor que a pressão de vaporização. O nosso refrigerante neste estado está em vapor superaquecido.

Resposta

Situação de estado T = 50 ° C e v = 0,05   m 3 / k g , fase é vapor superaquecido.

Situação de estado P = 1   M P a e T = 20   ° C , fase é líquido compressível.

Situação de estado P = 0,1   M P a e v = 0,1 m 3 / k g ,fase é uma mistura de líquido com vapor.

Situação de estado P = 200   k P a e T = - 20 ° C , fase é vapor superaquecido

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