Determinar a entalpia específica, h, o volume específico, v, e a entropia, s, para o refrigerante \mathrm{R}-717 no estado de líquido saturado à temperatura de 40^{\circ} \mathrm{C}.

Passo 1

O enunciado pede que se determine, para o refrigerante \mathrm{R}-717 (amônia) no estado de líquido saturado à temperatura de 40^\circ\mathrm{C}:
  • a entalpia específica h;
  • o volume específico v;
  • a entropia específica s.
Informações dadas:
  • Refrigerante: \mathrm{R}-717.
  • Estado: líquido saturado (isto significa estado saturado com qualidade x=0, frequentemente indicado pelo subíndice f).
  • Temperatura de saturação: 40^\circ\mathrm{C}.
O que o enunciado efetivamente exige: ler/obter os valores de h_f, v_f e s_f correspondentes à saturação a 40^\circ\mathrm{C}.

Passo 2

Por que não dá para simplesmente calcular os números sem mais dados?
  • As propriedades termodinâmicas de fluidos reais (entalpia, volume específico, entropia) não são expressas por fórmulas simples em termos da temperatura: elas são tabuladas a partir de dados experimentais ou de equações de estado complexas.
  • Portanto, para obter numericamente h_f, v_f e s_f à temperatura dada é necessário consultar uma tabela de propriedades saturadas para \mathrm{R}-717 (por exemplo uma tabela de líquido saturado em um livro de termodinâmica ou uma base de dados como NIST / ASHRAE).
  • Como essas tabelas não foram fornecidas no enunciado nem como imagem, não há como extrair os números exatos aqui sem consultar uma fonte externa.
Em resumo: a metodologia exige leitura em tabela; sem a tabela não é possível fornecer valores numéricos corretos.

Passo 3

O que você deve procurar na tabela de saturação para obter h, v e s
  • Procure a tabela de “Propriedades de saturação” ou “Líquido saturado” para \mathrm{R}-717.
  • Localize a linha onde a temperatura de saturação T_{\text{sat}} é 40^\circ\mathrm{C} (ou, se a tabela for por pressão, localize a pressão de saturação correspondente a 40^\circ\mathrm{C} e a linha com essa pressão).
  • Leia os valores geralmente indicados como:
    • h_f ou simplesmente h (entalpia do líquido saturado), em unidades típicas de \mathrm{kJ}\!/\!\mathrm{kg};
    • v_f ou v (volume específico do líquido saturado), em \mathrm{m}^3\!/\!\mathrm{kg};
    • s_f ou s (entropia do líquido saturado), em \mathrm{kJ}\!/\!\mathrm{kg\cdot K}.
Observação de notação: o subíndice f lembra “líquido saturado” (from “fluid”/“f” em tabelas). Assim, os valores pedidos são \,h_f,\;v_f,\;s_f à temperatura \,T=40^\circ\mathrm{C}.

Passo 4

Se a tabela não tiver exatamente 40^\circ\mathrm{C}: como interpolar (procedimento passo a passo)
  • Pode acontecer da tabela listar temperaturas em passos (por ex. 35^\circ\mathrm{C} e 45^\circ\mathrm{C}) e não exatamente 40^\circ\mathrm{C}. Nesse caso faz-se interpolação linear entre as duas linhas adjacentes para cada propriedade.
  • Fórmula de interpolação linear para uma propriedade qualquer X (pode ser h_f, v_f ou s_f):
X(T)=X_1 + \dfrac{X_2-X_1}{T_2-T_1}\,(T-T_1),
onde:
  • T é a temperatura desejada ( 40^\circ\mathrm{C});
  • T_1 e T_2 são as temperaturas das linhas da tabela imediatamente abaixo e acima de T;
  • X_1 e X_2 são os valores da propriedade X nas temperaturas T_1 e T_2.
  • Exemplo numérico ilustrativo (totamente hipotético, só para mostrar cálculo):
    • Suponha que a tabela dê h_f(35^\circ\mathrm{C})=120{,}0\\ \mathrm{kJ/kg} e h_f(45^\circ\mathrm{C})=128{,}0\\ \mathrm{kJ/kg}.
    • Para T=40^\circ\mathrm{C}:
    h_f(40)=120{,}0 + \dfrac{128{,}0-120{,}0}{45-35}\,(40-35) =120{,}0 + \dfrac{8{,}0}{10}\cdot 5 =120{,}0 + 4{,}0 =124{,}0\\ \mathrm{kJ/kg}.
    • Repete-se o mesmo para v_f e s_f. Esse exemplo é só didático; os números reais para \mathrm{R}-717 devem vir da tabela.

Passo 5

Unidades e cuidados para a prova (dicas práticas)
  • Unidades típicas que a tabela dará:
    • \,h em \mathrm{kJ}\!/\!\mathrm{kg},
    • \,v em \mathrm{m}^3\!/\!\mathrm{kg},
    • \,s em \mathrm{kJ}\!/\!\mathrm{kg\cdot K}.
  • Sempre confirme as unidades na tabela (às vezes v é dada em \mathrm{L/kg} ou \mathrm{m}^3/\mathrm{kg}; lembrar que 1\\ \mathrm{L/kg}=10^{-3}\\ \mathrm{m}^3/\mathrm{kg}).
  • Se a tabela estiver organizada por pressão em vez de temperatura, primeiro encontre a pressão de saturação correspondente a 40^\circ\mathrm{C} (a própria tabela normalmente lista p_{\text{sat}} ao lado de T) e então leia as propriedades naquela linha.
  • Em provas, se as tabelas estiverem fornecidas, copie a linha exata e escreva os valores com as unidades. Se for necessário interpolar, mostre os cálculos como no exemplo acima.

Passo 6

Conclusão e incentivo prático
  • Resumo do procedimento que você deve fazer agora (passo a passo rápido para a prova):
    1. Abra a tabela de saturados para \mathrm{R}-717.
    2. Ache a linha com T_{\text{sat}}=40^\circ\mathrm{C}. Se não houver exatamente 40^\circ\mathrm{C}, identifique T_1 e T_2 que o cercam.
    3. Leia h_f,\;v_f,\;s_f nessa linha — esses são h,\;v,\;s pedidos.
    4. Se necessário, faça interpolação linear para cada propriedade usando a fórmula do Passo 4.
  • Você consegue fazer isso na prova: é procedimento mecânico e organizado — leia a tabela com calma e, se precisar interpolar, faça como no exemplo. Confia: dá pra fazer mesmo com o nervosismo.

Resposta

Não é possível determinar numericamente h, v e s sem consultar a tabela de propriedades saturadas do \mathrm{R}-717 à temperatura de 40^\circ\mathrm{C}; é preciso fornecer ou consultar essa tabela para obter os valores de h_f, v_f e s_f.

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