Calcule o volume, em m^3, ocupado por 2 kg de uma mistura líquido-vapor de fluido refrigerante R-134 a a -10^circ C com título de 80 %.

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo a questão.
Temos 2 kg de uma mistura líquido–vapor de R-134a a –10 °C, com título (fração mássica de vapor) de 80 % (ou seja, ). A ideia é achar o volume total ocupado por essa mistura, em m³.
Conteúdo da matéria: termodinâmica – propriedades de mistura bifásica.
O que precisamos: as tabelas de R-134a para achar os volumes específicos do líquido saturado ( ) e do vapor saturado ( ) a –10 °C, usar a fórmula da média ponderada de volumes específicos e depois multiplicar pela massa total.

Passo 2

Primeiro vamos buscar na tabela de R-134a (tabela de propriedades de fluido refrigerante) os valores a –10 °C:
  • Volume específico do líquido saturado: vf = 0,00078;m^3/kg
  • Volume específico do vapor saturado: vg = 0,09707;m^3/kg
Esses valores vêm direto da tabela de saturação do R-134a.

Passo 3

Agora calculamos o volume específico da mistura usando a fórmula:
vmistura = (1 - x),vf + x,vg
Substituindo vmistura = (1 - 0,8)times 0,00078 + 0,8times 0,09707 = 0,2cdot0,00078 + 0,8cdot0,09707 :
vmistura = 0,000156 + 0,077656 approx 0,077812;m^3/kg

Passo 4

Por fim, para achar o volume total V = m times vmistura = 2;kg times 0,077812;m^3/kg approx 0,155624;m^3 , multiplicamos pela massa total ( ,kg):

Resposta

O volume ocupado pela mistura é aproximadamente
boxed0,156;m^3
(aproximando para três algarismos significativos).

Exercícios relacionados