Amônia é armazenada em um tanque com volume de
. Determine a massa, em kg , assumindo líquido saturado a
. Qual é a pressão em kPa ?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que temos um tanque com volume V = 0,21 m³ cheio de amônia líquida saturada a 20 °C. A gente precisa descobrir a massa de amônia (em kg) e a pressão de saturacão (em kPa) nessa temperatura.
Conteúdo: termodinâmica de refrigerantes (amônia) em condições de saturação.
O que vamos usar: tabela de propriedades termodinâmicas da amônia saturada (para achar o volume específico do líquido saturado e a pressão de saturação a 20 °C) e a relação básica V = m·v (volume total = massa × volume específico).
Conteúdo: termodinâmica de refrigerantes (amônia) em condições de saturação.
O que vamos usar: tabela de propriedades termodinâmicas da amônia saturada (para achar o volume específico do líquido saturado e a pressão de saturação a 20 °C) e a relação básica V = m·v (volume total = massa × volume específico).
Passo 2
Teoria básica – volume específico e massa
Numa região de líquido saturado, o volume específico vf (em m³/kg) é o volume ocupado por 1 kg de líquido. Se o tanque inteiro é cheio de líquido (qualidade x = 0), todo o volume V é líquido, então:
Numa região de líquido saturado, o volume específico vf (em m³/kg) é o volume ocupado por 1 kg de líquido. Se o tanque inteiro é cheio de líquido (qualidade x = 0), todo o volume V é líquido, então:
Logo:
Só precisamos puxar vf da tabela à 20 °C.
Passo 3
Valor do volume específico vf
Consultando a tabela de amônia saturada (R-717) a T = 20 °C, encontramos:
vf (20 °C) ≈ 0,00108 m³/kg
Consultando a tabela de amônia saturada (R-717) a T = 20 °C, encontramos:
vf (20 °C) ≈ 0,00108 m³/kg
Passo 4
Cálculo da massa
Substituindo na fórmula:
Substituindo na fórmula:
Passo 5
Pressão de saturação
Na mesma tabela, a pressão de saturação da amônia a 20 °C é:
Na mesma tabela, a pressão de saturação da amônia a 20 °C é:
Convertendo para kPa (1 bar = 100 kPa):
Resposta
Massa de amônia: 194,4 kg
Pressão de saturação: 1003 kPa
Pressão de saturação: 1003 kPa