Determinar o estado do fluido refrigerante (Liquido sub-resfriado, liquido saturado, líquido+vapor, vapor saturado seco ou vapor superaquecido) para as seguintes situações:
Fluido R22, entalpia igual a
e volume especifico igual a
.
Fluido R22, entalpia igual a
Passo 1
O enunciado pede: determinar o estado do fluido refrigerante R22 entre as opções (líquido sub-resfriado, líquido saturado, líquido+vapor (mistura), vapor saturado seco, vapor superaquecido), sabendo que o fluido tem entalpia
e volume específico
.\n
Informações dadas:
Informações dadas:
O que se pede: classificar o estado termodinâmico do fluido entre as cinco alternativas indicadas.
Passo 2
Princípio geral e ferramentas necessárias (aula rápida e prática).\n
Para uma substância pura como o R22 o estado (fase) é determinado comparando o ponto com a curva de saturação. As quantidades saturadas relevantes são:
Para uma substância pura como o R22 o estado (fase) é determinado comparando o ponto
onde:
-
= volume específico do líquido saturado (no ponto de saturação), -
= volume específico do vapor saturado, -
= entalpia do líquido saturado, -
= entalpia do vapor saturado.\n
Definimos também:
A “qualidade” (fração mássica de vapor) é dada por:
ou equivalentemente
Interpretação prática:
- Se
então o ponto está à esquerda da linha de saturação → líquido sub-resfriado (compressado). - Se
então líquido saturado. - Se
então mistura líquido+vapor (duas fases). - Se
então vapor saturado seco. - Se
então vapor superaquecido.\n
Portanto, para decidir o estado precisamos dos valores saturadosde R22 na temperatura (ou pressão) de saturação correspondente ao estado.
Passo 3
Como proceder na prática (passo-a-passo que você usará na prova) — sem pular etapas:\n
- Pegue a tabela de propriedades saturadas do R22 (tabela
- ou -saturação). Essas tabelas dão para cada temperatura ou pressão de saturação.\n - Uma estratégia prática quando são fornecidos
e é: procurar uma temperatura de saturação tal que . Para cada linha da tabela (cada ou ): - leia
e ; - verifique se
. - se encontrar uma linha que satisfaça isso, calcule
e, usando a mesma linha, calcule . Se e são aproximadamente iguais e estão em , o estado é mistura com qualidade .\n
- leia
- Se para todas as linhas da tabela
então é líquido sub-resfriado (compressado). Neste caso a temperatura do fluido está abaixo da temperatura de saturação correspondente à pressão dada e .\n - Se para todas as linhas
então é vapor superaquecido. Neste caso calcule a pressão/temperatura de saturação correspondente e compare com tabela de vapor superaquecido para verificar .\n - Se
coincide com e coincide com então é líquido saturado; se coincidem com e então vapor saturado seco.\n
Resumo das fórmulas a usar na prova:
Compare
e
. Se ambos caírem em
e forem iguais (ou muito próximos, considerando interpolação), é mistura; se não, conclude compressado ou superaquecido conforme sinal.
Passo 4
Por que aqui não posso dar a classificação numérica final sem mais dados concretos (explicação direta e honesta).\n
Os valores numéricos de dependem da temperatura/pressão de saturação do R22 e só aparecem nas tabelas de propriedades do R22 (ou são obtidos por uma equação de estado calibrada para R22). O enunciado forneceu apenas
e
mas não forneceu tabela ou uma pressão/temperatura adicional nem uma equação de estado do R22. Portanto não há como calcular numericamente
ou
e, assim, não há como afirmar com certeza qual das cinco categorias é a correta sem consultar as tabelas de propriedades do R22.\n
Observação prática: se você na prova tiver a tabela de R22 no caderno/prova, aplique exatamente o procedimento do Passo 3 e chegará à resposta numérica. Se tiver apenas um diagrama -
ou
-
desenhado, use o mesmo raciocínio: verifique se o ponto
cai dentro da região de duas fases (entre curvas
e
).
Os valores numéricos de
Observação prática: se você na prova tiver a tabela de R22 no caderno/prova, aplique exatamente o procedimento do Passo 3 e chegará à resposta numérica. Se tiver apenas um diagrama
Passo 5
Exemplo ilustrativo (hipotético) para fixar a técnica — leia só para treinar, não tome estes números como propriedade real do R22.\n
Suponha numa linha da tabela para certa que
,
,
,
. Então:
Suponha numa linha da tabela para certa
Aqui
e
não concordam, então esse
hipotético não é coerente com o estado. Você repetiria para outras linhas até achar coerência. Quando achar uma linha onde
, o estado é mistura com qualidade
. Se não houver linha com
, você conclui líquido ou vapor comprimido/superaquecido conforme explicado antes.
Resposta
Não é possível determinar o estado do R22 com certeza apenas com
e
sem consultar as tabelas de propriedades do R22 (ou uma equação de estado do R22). Para resolver definitivamente, consulte a tabela saturada do R22 e aplique as fórmulas
e
descritas acima.