Um arranjo pistão-cilindro contém
de refrigerante-134a a
. 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:
Onde:
- $ U $ é a energia interna,
- $ p $ é a pressão,
- $ V $ é o volume.
Passo 3
Para encontrar a variação da entalpia ($ \Delta H $), precisamos conhecer o estado inicial e o estado final do sistema. A variação da entalpia é dada por:
No entanto, a questão nos dá apenas o estado inicial (massa e temperatura). Para continuar, vamos assumir que o processo é a variação de estado a essa temperatura, ou seja, vamos usar tabelas de propriedades termodinâmicas do refrigerante-134a para encontrar a entalpia específica nesse estado.
Passo 4
Primeiro, verificamos nas tabelas termodinâmicas do R-134a as propriedades a -10°C. Precisamos encontrar a entalpia específica ($ 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:
Onde $ m $ é a massa do refrigerante (0,85 kg).
Substituindo os valores:
Resposta
A variação da entalpia do refrigerante-134a é de 42,5 kJ.