2.34 Encontre a propriedade que falta entre
,
e
para o R-410a a:
Passo 1
O enunciado pede que eu determine a propriedade que falta entre
,
,
e
para o refrigerante R-410a, sabendo que
Ou seja: com
e
dados, preciso encontrar ou a temperatura
do fluido ou a qualidade
(se for mistura), dependendo do estado (líquido comprimido, mistura saturada, vapor saturado ou vapor superaquecido).
Passo 2
Conceitos importantes (curto curso para não se perder):
- A propriedade específica
é o volume por unidade de massa, unidades . - A qualidade
é a fração mássica de vapor em uma mistura saturada; varia de (tudo líquido saturado) até (tudo vapor saturado). - Para um dado refrigerante e uma pressão
existe uma temperatura de saturação . Nas condições de saturação a tabela fornece: ambos dependem de (ou de ). - Regras de classificação do estado a partir de
e : - Se
: estado é líquido comprimido (ou sub-resfriado) — temperatura não é . - Se
: líquido saturado ( , ). - Se
: mistura saturada — e é obtido por balanço linear. - Se
: vapor saturado ( , ). - Se
: vapor superaquecido — precisa-se da tabela superaquecida para encontrar .
- Se
Passo 3
Fórmulas que vamos usar (explicadas):
- Para uma mistura saturada, a qualidade
é a fração mássica do vapor. A relação que liga , , e é a média ponderada linear:
Isso vem do balanço de massa/volume:
. Rearranjando para isolar
:
- O significado de cada símbolo:
-
: volume específico do estado (dado, ); -
: volume específico do líquido saturado à pressão (da tabela); -
: volume específico do vapor saturado à pressão (da tabela); -
: qualidade (adimensional, entre e ).
-
- Se o estado for superaquecido (isto é,
), não se usa a fórmula de qualidade: para obter devemos consultar a tabela de vapor superaquecido (ou um diagrama - ou - ) e possivelmente interpolar.
Passo 4
Como aplicar passo a passo (procedimento prático que você pode reproduzir na prova):
- Abra a tabela de propriedades saturadas do R-410a e ache a linha correspondente a
. Nessa linha leia , e . - Compare o seu
com e : - Se
→ estado: líquido comprimido. Para encontrar você precisará de tabela de líquido comprimido (ou aproximar usando propriedades a pressão próxima); a qualidade não é aplicável. - Se
→ e . - Se
→ mistura saturada, então e calcule - Se
→ e . - Se
→ vapor superaquecido; use a tabela superaquecida (coluna de pressões) para interpolar e obter correspondente ao par .
- Se
- Se precisar interpolar entre duas linhas da tabela (por ex. nas tabelas de vapor superaquecido que dão
para várias temperaturas a uma pressão fixa), use interpolação linear: - Se sabe
e e quer para um intermediário: - Mesma ideia para interpolar
ou se necessário (não comum; geralmente a tabela dá exatamente a linha de desejada).
- Se sabe
Passo 5
Exemplo numérico ilustrativo (sem usar dados reais do R-410a — só para mostrar cálculo):
- Suponha que, numa tabela hipotética para
, tivéssemos e . Com temos , então mistura saturada e Além disso (o valor de seria lido na tabela para ).
(Este cálculo é apenas um exemplo didático; os númerose reais do R-410a a devem vir da tabela.)
Passo 6
Aplicando ao seu caso real: o que falta e o que eu preciso consultar
- Para realmente dizer se o estado é mistura (e então calcular
) ou vapor saturado/superaquecido ou líquido comprimido e para dar numérico, é imperativo consultar as tabelas de propriedades do R-410a: - tabela de propriedades saturadas em função da pressão (para obter
, , em ); e, se necessário, - tabela de vapor superaquecido (para obter
quando ).
- tabela de propriedades saturadas em função da pressão (para obter
- Sem essas tabelas não é possível afirmar numericamente se
corresponde exatamente a (caso em que ) ou está entre e (caso em que ) ou maior que (vapor superaquecido). Portanto não posso fornecer um valor numérico final sem os dados tabulados.
Passo 7
O que você deve fazer agora, passo a passo rápido para a prova:
- Consulte a tabela saturada do R-410a para
e leia , e . - Compare
com e . - Use as regras e a fórmula
se estiver na faixa de mistura. Caso contrário, leia diretamente (saturado) ou interpole na tabela de superaquecido (se for vapor superaquecido). - Se quiser, me mande os valores de
e que você encontrar na tabela e eu faço o cálculo do e digo o imediatamente.
Resposta
Não é possível determinar numericamente a propriedade faltante sem consultar as tabelas de propriedades do R-410a. Procedimento: obter
,
e
em
; comparar
com
e
; se
calcular
e
; se
usar tabela superaquecida para obter
.