Determine a fase e as propriedades que faltam (
, e
) para os seguintes casos:
(a) R-134a
(a) R-134a
Passo 1
Dados fornecidos:
O que o enunciado pede: determinar a fase do fluido e as propriedades
e
nesse estado. Ou seja, confirmar/retornar
e
(fornecidos), e achar o volume específico
e a qualidade
, além de identificar se o fluido está em vapor superaquecido, mistura saturada ou líquido comprimido (sub-resfriado).
Passo 2
Estratégia para decidir a fase (explicação didática):
Para saber a fase com e
conhecidos devemos comparar a pressão dada
com a pressão de saturação à temperatura dada,
. Regras:
Para saber a fase com
- Se
então o fluido é líquido comprimido (sub-resfriado). - Se
então está em mistura saturada (liquido+vapor possível) e podemos encontrar a qualidade . - Se
então é vapor (possivelmente superaquecido).
Portanto precisamos estimar
à temperatura
. Uma forma prática (quando não temos tabela na mão) é usar a aproximação de Clausius–Clapeyron entre dois pontos de saturação conhecidos e interpolar. A forma simplificada que usamos é
onde
estão em kelvin e
em mesma unidade; tratamos
como constante ajustada a partir de dois pontos de referência. Vou mostrar o cálculo numérico prático (metodologia útil na prova quando só tem dois pontos de tabela ou quando é permitido aproximar).
Escolho dois pontos razoáveis de referência para R-134a (valores típicos de tabela):
Calculemos
e
:
Daí obtemos a constante aproximada
:
Agora usamos esse valor para estimar
em
:
Compute:
Observação didática: esse procedimento dá uma boa estimativa de
quando não temos tabela; em provas normalmente você usará a tabela de propriedades do refrigerante. O valor estimado aqui,
, é coerente com tabelas de R-134a.
Passo 3
Comparação e conclusão da fase:
Como
, concluímos que o fluido está em
líquido comprimido (sub-resfriado). Em outras palavras: à a pressão de equilíbrio seria cerca de
; como a pressão real é maior, o fluido não pode conter vapor — é líquido em uma condição acima da pressão de saturação.
líquido comprimido (sub-resfriado). Em outras palavras: à
Passo 4
Determinação do volume específico
e da qualidade
(explicação didática):
- Para líquido comprimido, o vapor não está presente, então a qualidade é
- O volume específico do líquido comprimido pode ser aproximado pelo volume específico do líquido saturado à mesma temperatura, isto é
Líquidos são pouco compressíveis, então essa aproximação é aceita em problemas de prova quando a pressão não é extremamente alta.
Valores típicos de tabela para R-134a dão densidade do líquido saturado a
em torno de
(valor aproximado de tabela). Assim
Arredondando para convensão de tabelas:
Observação: se você tivesse a tabela exata de R-134a, usaria o valor de
à
diretamente; o número acima é uma aproximação prática e adequada para a maioria dos exercícios de prova.
Passo 5
Resumo final (valores finais, formatados para conferência rápida):
- Fase: líquido comprimido (sub-resfriado)
-
(dado) -
(dado) -
(aproximação usando em ) -
(qualidade, pois é líquido sem vapor)
Resposta
Líquido comprimido (sub-resfriado)