Um conjunto cilindro-pistão-mola contém R-410a, inicialmente a 15^circ C e título igual a 1 . O fluido é expandido em um processo termodinâmico representado pela equação p(vartheta)=Cvartheta, até que a pressão atinja p=300 kPa.
Determine o volume específico no estado final

Passo 1

Resumo do enunciado: Temos um cilindro com R-410A que, no estado inicial, está à 15 °C em “título = 1” (ou seja, vapor saturado seco). Em seguida ele se expande num processo dado por
p(vartheta)=Cvartheta
até que a pressão atinja 300 kPa. Precisamos descobrir o volume específico no estado final.
Conteúdo: termodinâmica de refrigerantes, tabela de propriedades (saturado e superaquecido) e, na falta de tabela supercrítica, aproximação de gás ideal.
O que vamos precisar:
  • Dados de R-410A na saturação a 15 °C (pressão de saturação e ).
  • A constante do processo, via .
  • A temperatura final .
  • O volume específico final, usando idealmente , onde é a constante específica do refrigerante.

Passo 2

Estado inicial (saturado a 15 °C, ):
  1. Pela tabela de saturação de R-410A a 15 °C vemos

  2. Converter unidades pra SI:

    – temperatura absoluta .

Passo 3

Determinar a constante do processo C = pi ,varthetai usando
C = (1,016times10^6;Pa) times (288,15;K) approx 2,927times10^8;Pacdot K
Substituindo:

Passo 4

Estado final: varthetaf = Cpf = 2,927times10^83,00times10^5 approx 975,7;K .
A temperatura final vem de

Passo 5

Refrigerante supercrítico a essa pressão e temperatura fica complicado usar tabela, então aproximamos como gás ideal. A constante específica do R-410A é
R = RuM approx 8,314;J/(mol,K)0,0726;kg/mol approx 114,5;J/(kg,K)
Logo o volume específico final é
vf = R,varthetafpf = 114,5;J/(kg,K);times;975,7;K3,00times10^5;Pa approx 0,372;m^3/kg

Resposta

O volume específico no estado final é aproximadamente
boxedvf approx 0,37;m^3/kg

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