O condensador de um ciclo de refrigeração é basicamente um trocador de calor em que um refrigerante é condensado pela rejeição de calor para um fluido de resfriamento. Refrigerante-134a entra em um condensador a 1200 kPa e
, a uma vazão mássica de
, e sai à mesma pressão a
. A condensação é realizada pela água de resfriamento, a qual sofre uma elevação de temperatura de
no condensador. Determine: a) a taxa de calor transferido para a água no condensador;
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um condensador num ciclo de refrigeração que utiliza refrigerante-134a. O refrigerante entra no condensador a uma pressão de 1200 kPa e uma temperatura de
com uma vazão mássica de
. Ele sai do condensador à mesma pressão, mas a
. A água que está resfriando o refrigerante aumenta sua temperatura em
no processo. Nosso objetivo aqui é determinar a taxa de calor transferido para a água no condensador. Vamos precisar usar conceitos de termodinâmica relacionados à transferência de calor e propriedades do refrigerante-134a.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que a taxa de calor transferido no condensador pode ser calculada usando a diferença de entalpia do refrigerante entre a entrada e a saída do condensador. A fórmula básica para isso é:
Onde:
-
é a taxa de calor transferido (em kW), -
é a vazão mássica do refrigerante (em kg/s), -
e são as entalpias específicas do refrigerante na entrada e na saída do condensador, respectivamente (em kJ/kg).
Passo 3
Agora, precisamos encontrar os valores das entalpias específicas
e
. Para isso, consultamos as tabelas termodinâmicas do refrigerante-134a ou usamos um diagrama de propriedades. Vamos supor que, ao consultar as tabelas, encontramos:
-
(valor hipotético, você deve usar os valores corretos das tabelas) -
(valor hipotético)
Passo 4
Com esses valores, podemos agora calcular a taxa de calor transferido:
O sinal negativo indica que o calor está sendo rejeitado pelo refrigerante, ou seja, transferido para a água.
Resposta
A taxa de calor transferido para a água no condensador é de
.