Um ciclo de refrigeração de Carnot tem R-410a como fluido de trabalho e opera entre dois reservatórios térmicos com temperaturas TH=40^circ C e TL=-5^circ C. Sabendo que, durante o processo de rejeição de calor, o R-410a passa do estado de vapor saturado para líquido saturado, determine:
(a) O título do fluido de trabalho na entrada e na saída do evaporador.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um ciclo de refrigeração de Carnot usando R-410a como fluido de trabalho, operando entre duas temperaturas: 40°C (reservatório quente) e -5°C (reservatório frio). A pergunta pede para determinarmos o título do fluido de trabalho na entrada e na saída do evaporador. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é ciclo de Carnot, propriedades dos fluidos refrigerantes e como determinar o título (ou qualidade) do vapor.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar que o título (ou qualidade) indica a proporção de vapor em uma mistura de líquido e vapor. Um título de 0% significa que está todo líquido, e 100% significa que está todo vapor. No ciclo de Carnot, o evaporador é onde o fluido absorve calor e muda de líquido para vapor.

Passo 3

Vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, já que as tabelas termodinâmicas geralmente usam Kelvin:
TH = 40°C + 273,15 = 313,15 , K
TL = -5°C + 273,15 = 268,15 , K

Passo 4

No ciclo de Carnot, a relação de eficiência está baseada nas temperaturas absolutas. Porém, como estamos focando no título no evaporador, precisamos olhar para as propriedades do R-410a na entrada e na saída do evaporador.

Passo 5

Na entrada do evaporador, o R-410a geralmente entra como um líquido superaquecido ou líquido saturado. Vamos supor que ele entre como líquido saturado, então o título é 0%. Isso significa que está todo líquido antes de absorver o calor no evaporador.

Passo 6

Na saída do evaporador, o R-410a absorveu calor e se transformou em vapor saturado. Aqui, o título será 100%, indicando que está totalmente vaporizado.

Resposta

O título do fluido de trabalho na entrada do evaporador é 0% e na saída é 100%.

Exercícios relacionados