Complete o quadro a seguir com as propriedades termodinâmicas solicitadas:
Substância
P (bar)
v (
)
u (kJ/kg)
h (kJ/kg)
s (kJ/kgK)
x
g) R-22
2
0,45
| Substância |
|
P (bar) | v (
|
u (kJ/kg) | h (kJ/kg) | s (kJ/kgK) | x |
| g) R-22 | 2 | 0,45 |
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede as propriedades abaixo para a substância R-22:
- Dados fornecidos:
- Substância: R-22
- Pressão:
- Título (qualidade):
- Propriedades solicitadas:
- Temperatura de saturação
(em ) - Volume específico
(em ) - Energia interna específica
(em ) - Entalpia específica
(em ) - Entropia específica
(em )
- Temperatura de saturação
Passo 2
Conceito-chave e o que vamos usar: o fluido está à pressão de saturação e com qualidade
. Nessa condição o sistema é uma mistura bifásica (líquido saturado + vapor saturado). As propriedades da mistura obtêm-se a partir das propriedades do líquido saturado (subscrito
) e do vapor saturado (subscrito
) na mesma pressão. As propriedades que precisamos buscar na tabela de saturação de R-22 são:
-
(temperatura de saturação correspondente a ) -
(volumes específicos do líquido e do vapor) -
(energias internas específicas do líquido e do vapor) -
(entalpias específicas do líquido e do vapor) -
(entropias específicas do líquido e do vapor)
Passo 3
Definição de título (qualidade) e fórmulas de mistura — aqui está o “truque” prático que usarás na prova:
- O título
é a fração mássica de vapor na mistura. Se é massa total, massa de vapor é . - Propriedades de uma propriedade extensiva específica
(por exemplo ) para a mistura obedece à interpolação linear:
Aplicando isso para cada propriedade:
Expliquei o que cada símbolo significa:
é o volume específico da mistura (
),
a energia interna por kg (
),
a entalpia por kg (
),
a entropia por kg por Kelvin (
). Os subscritos
e
indicam líquido saturado e vapor saturado, respectivamente.
Passo 4
Como encontrar
e as propriedades saturadas: na prova (ou num exercício prático) você tem de consultar a tabela de saturação do R-22 (tabela P–T e tabela de propriedades saturadas). Procedimento:
- Localize na tabela a linha em que
. Nessa linha a tabela fornece , , , , , , , , . - Leia esses valores com suas unidades (atenção para unidades: pressão em bar, volumes em
, energias/entalpias em , entropias em ). - Substitua na fórmula de mistura do Passo 3 com
para obter as propriedades da mistura.
Passo 5
Mostro o cálculo algébrico explícito (com símbolos) para que você aplique assim que tiver os números da tabela:
- Supondo que da tabela você obteve
, então
- Supondo que da tabela você obteve
, então
- Para entalpia:
- Para entropia:
- Para a temperatura:
Não use aproximações numéricas sem consultar a tabela, porque valores de propriedades termodinâmicas variam muito com a substância e com a pressão.
Passo 6
Situação prática: aqui, para retornar valores numéricos finais (temperatura,
) é imprescindível consultar as tabelas de propriedades do R-22 (tabelas de saturação P–T e de propriedades saturadas). O enunciado não forneceu essas tabelas e eu não devo inventar valores numéricos. Portanto não é possível completar numericamente o quadro sem tais dados de tabela. Se você me fornecer a linha da tabela de saturação do R-22 para
(isto é, os valores de
), eu calculo imediatamente os valores finais usando as fórmulas acima e mostro o passo a passo da substituição e das contas.
Resposta
Não é possível determinar numericamente
porque faltam as tabelas de propriedades saturadas do R-22 (valores de
para
).