Determine a fase e as propriedades que faltam entre
e
para os seguintes casos:
R-410a em
e
R-410a em
Passo 1
O enunciado dá duas propriedades de R-410A: a temperatura
e a pressão
. O que nos pedem é: determinar a fase (líquido comprimido / mistura saturada / vapor superaquecido) e as propriedades que faltam entre
— isto é, encontrar a qualidade
(quando aplicável) e o volume específico
(quando aplicável).
Passo 2
Explicação do princípio físico que vamos usar (passo-a-passo, sem pulo de etapas).
- Para uma substância pura (ou mistura refrigerante tratada como substância pseudo-pura), a condição de saturção a uma dada temperatura é caracterizada pela pressão de saturação
. - Regra prática para determinar fase a partir de
: - Se
então o fluido está em estado líquido comprimido (subresfriado). - Se
então o fluido está em mistura saturada e a qualidade pode variar entre e . - Se
então o fluido está em vapor superaquecido.
- Se
- Portanto precisamos do valor de
para R-410A à temperatura (obtido em tabelas de propriedades de R-410A) e comparar com .
Passo 3
Obtenção de
.
- Consultando uma tabela de saturação de R-410A (tabela padrão de propriedades termodinâmicas para R-410A), obtemos aproximadamente
(ou seja, peguei esse dado consultando a tabela de saturação de R-410A — tabelas de propriedades usadas em refrigeração/termodinâmica).
Passo 4
Comparação entre a pressão dada e a pressão de saturação e conclusão da fase.
- Dado:
. - Da tabela:
. - Como
, aplicando a regra do Passo 2, concluímos que o fluido está em estado de vapor superaquecido (vapor), pois àquela temperatura a pressão de equilíbrio seria maior do que a real.
Passo 5
Consequências para as propriedades
e
.
- Se a fase é vapor superaquecido, a qualidade é
(todo o fluido está na fase vapor). Então a propriedade está definida: . - O volume específico
deve ser obtido na tabela de vapor superaquecido de R-410A para as condições . Se você tiver a tabela superaquecida, leia diretamente . Se não tiver a tabela (ou para um valor aproximado rápido) podemos estimar pela aproximação do gás ideal — vou mostrar como calcular isso passo a passo.
Passo 6
Cálculo aproximado de
usando a aproximação do gás ideal (passo-a-passo e bem didático).
- Fórmula do gás ideal (na forma específica, por unidade de massa):
onde:
-
é o volume específico em , -
é a constante dos gases da substância em , -
é a temperatura absoluta em , -
é a pressão em . - Para R-410A, a constante específica pode ser obtida a partir da massa molar média. R-410A é uma mistura aproximadamente
em massa de R-32 e de R-125. Tomando massas molares aproximadas: -
, -
.
-
- Massa molar média (por 50/50 em massa):
- Constante dos gases universal:
. Então a constante específica:
- Converter temperatura:
. - Converter pressão:
. - Aplicar gás ideal:
Calcule:
Passo 7
Interpretação do resultado e precisão.
- Portanto, usando a aproximação de gás ideal (boa como primeira estimativa para vapor superaquecido não muito próximo da saturação), obtemos
. - Observação importante e prática de prova: se sua prova ou seu professor exige precisão, você deve consultar a tabela de vapor superaquecido de R-410A e ler
. A tabela dará um valor ligeiramente diferente do ideal-gás (geralmente o valor real será próximo a esse, mas pode haver diferença de alguns por cento se a condição estiver perto da saturação). - Resumo prático: fase = vapor superaquecido →
→ dado pela tabela de superaquecido (ou estimado por gás ideal como acima).
Passo 8
Recapitulando (pronto para copiar pra prova):
- Compare
com retirado da tabela de saturação; - Como
, a fase é vapor superaquecido; - Logo
e é lido na tabela de superaquecido ou estimado por .
Resposta
Fase: vapor superaquecido
(estimativa pelo gás ideal; use tabela superaquecida para maior precisão)