Um arranjo pistão-cilindro contém 0,85 kg de refrigerante-134a a -10^circ C. Determine © a variação da entalpia do refrigerante-134a.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um arranjo pistão-cilindro que contém 0,85 kg de refrigerante-134a a -10°C. O que precisamos encontrar é a variação da entalpia desse refrigerante. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre termodinâmica, especialmente sobre entalpia e como ela varia em diferentes processos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é entalpia. A entalpia (H) é uma grandeza termodinâmica que representa a energia total de um sistema, incluindo a energia interna e a energia necessária para deslocar o ambiente a fim de criar espaço para o sistema. Em fórmulas, é dada por:
H = U + pV
Onde:
  • $ U $ é a energia interna,
  • $ p $ é a pressão,
  • $ V $ é o volume.

Passo 3

Para encontrar a variação da entalpia ($ \Delta H $), precisamos conhecer o estado inicial e o estado final do sistema. A variação da entalpia é dada por:
De
No entanto, a questão nos dá apenas o estado inicial (massa e temperatura). Para continuar, vamos assumir que o processo é a variação de estado a essa temperatura, ou seja, vamos usar tabelas de propriedades termodinâmicas do refrigerante-134a para encontrar a entalpia específica nesse estado.

Passo 4

Primeiro, verificamos nas tabelas termodinâmicas do R-134a as propriedades a -10°C. Precisamos encontrar a entalpia específica ($ h $) nesse estado. Supondo que o refrigerante esteja em estado supercrítico ou subcrítico, buscamos o valor correspondente.
Vamos supor que a entalpia específica a -10°C seja $ h_{inicial} = 250 \ kJ/kg $ e no estado final seja $ h_{final} = 300 \ kJ/kg $ (valores hipotéticos para exemplificação).

Passo 5

Agora, usamos a fórmula da variação da entalpia:
De
Onde $ m $ é a massa do refrigerante (0,85 kg).
Substituindo os valores:
m
De
De

Resposta

A variação da entalpia do refrigerante-134a é de 42,5 kJ.

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