Determine a fase e as propriedades faltantes. R-410a 400 kPa, v=0,075 m^3 / kg T= ?, u= ?

Passo 1

Neste exercício, vamos determinar a fase do refrigerante R-410a e encontrar as propriedades faltantes, que são a temperatura ( T) e a energia interna ( u), dado que a pressão é de 400 kPa e o volume específico é v = 0,075 m^3/kg. Para resolver isso, vamos usar os tabelas termodinâmicas do R-410a e aplicar conceitos de estados termodinâmicos como volume específico e energia interna.

Passo 2

Primeiro, precisamos identificar em qual fase o R-410a se encontra às condições dadas. Para isso, vamos comparar o volume específico fornecido ( v = 0,075 m^3/kg) com os volumes específicos das fases saturadas (líquido e vapor) a uma pressão de 400 kPa.

Passo 3

Consultando as tabelas de saturação do R-410a a 400 kPa, encontramos os seguintes valores:
  • Volume específico do líquido saturado ( vf): aproximadamente 0,0007 m^3/kg
  • Volume específico do vapor saturado ( vg): aproximadamente 0,0753 m^3/kg

Passo 4

Comparando o volume específico fornecido ( v = 0,075 m^3/kg) com os valores de vf e vg:
  • vf < v < vg (0,0007 < 0,075 < 0,0753)
Isso indica que o refrigerante está na fase de mistura saturada, ou seja, uma mistura de líquido e vapor.

Passo 5

Agora, vamos determinar a qualidade ( x), que representa a fração de vapor na mistura. A qualidade é dada por:
x = v - vfvg - vf
Substituindo os valores:
x = 0,075 - 0,00070,0753 - 0,0007 approx 0,07430,0746 approx 0,996
Isso significa que a mistura é composta por aproximadamente 99,6% de vapor e 0,4% de líquido.

Passo 6

Com a qualidade conhecida, podemos agora determinar a temperatura ( T) e a energia interna ( u) da mistura. Nas condições de saturação, a temperatura é a temperatura de saturação correspondente à pressão de 400 kPa. Consultando novamente as tabelas de saturação:
  • Temperatura de saturação ( Tsat) a 400 kPa: aproximadamente 72,15 °C

Passo 7

Para encontrar a energia interna ( u) da mistura, usamos a seguinte relação:
u = uf + x(ug - uf)
Onde:
  • uf é a energia interna do líquido saturado
  • ug é a energia interna do vapor saturado
Consultando as tabelas:
  • uf approx 250 kJ/kg
  • ug approx 700 kJ/kg
Substituindo os valores:
u = 250 + 0,996 times (700 - 250) approx 250 + 0,996 times 450 approx 250 + 448,2 approx 698,2 kJ/kg

Resposta

A fase do R-410a é uma mistura saturada com aproximadamente 99,6% de vapor. As propriedades faltantes são:
  • Temperatura ( T): 72,15 °C
  • Energia interna ( u): 698,2 kJ/kg

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