Determine as propriedades e estados físicos dos seguintes fluidos na tabela abaixo.
Fluido
Pressão
Temperatura
Vol. Específico
Entalpia
Título
a
150
-10
b
-10
0,75
c
500
267
d
7500
-20
e
ar
200
200
f
R 134 a
2100
82,2
Determine as propriedades e estados físicos do fluido
com Temperatura de -10 °C e Título de 0,75
| Fluido |
|
|
|
|
|
|||||||||||
| a |
|
150 | -10 | |||||||||||||
| b |
|
-10 | 0,75 | |||||||||||||
| c |
|
500 | 267 | |||||||||||||
| d |
|
7500 | -20 | |||||||||||||
| e | ar | 200 | 200 | |||||||||||||
| f | R 134 a | 2100 | 82,2 |
Passo 1
Dados fornecidos (do enunciado):
- Fluido:
. - Temperatura:
. - Título (qualidade):
.
O que o problema pede:
- Determinar as propriedades termodinâmicas relevantes do fluido nesse estado (p.ex. pressão de saturação, volume específico do misto, entalpia do misto) e identificar o estado físico (sólido/liquido/gás/misto).
Passo 2
Entender o que significa “título” e que estado físico se espera:
- O título
(ou qualidade) é a fração em massa de vapor no sistema bifásico. Formalmente:
- Quando nos é dada uma temperatura e um título
, isso indica que o fluido está na mistura saturada (duas fases: líquido saturado + vapor saturado) àquela temperatura. Portanto o estado físico é “mistura saturada (líquido+vapor)”.
Passo 3
Como obter as propriedades de fase saturada a partir da temperatura:
- Para uma substância pura, à temperatura de saturação
existe uma pressão de saturação . Essa e as propriedades saturadas (volume específico do líquido , volume específico do vapor , entalpia do líquido , entalpia do vapor , etc.) são encontradas nas tabelas de saturação do refrigerante/fluido (tabelas de propriedades do ). - Vou usar valores de tabela de saturação do
à temperatura . (Obs.: os números abaixo foram obtidos a partir de tabelas padrão de propriedades saturadas do ; se for necessário maior precisão, use a tabela da norma/fonte adotada na sua disciplina.)
Valores à temperatura
(saturação) extraídos da tabela:
(Obs.: os valores de
e
podem ser obtidos diretamente da tabela; em falta disso
pode ser estimado pela equação dos gases ideais como primeira aproximação, mas aqui os números foram retirados da tabela.)
Passo 4
Fórmulas para calcular propriedades do misto saturado com qualidade
:
- Volume específico do misto:
- Entalpia específica do misto:
Explicação simples: o valor do misto é a média ponderada (por massa) entre o valor da fase líquida e o da fase vapor; como
é a fração mássica de vapor, multiplicamos a diferença e somamos ao valor do líquido saturado.
Passo 5
Aplicar as fórmulas com os valores da tabela e com
.
Cálculo do volume específico:
Cálculo da entalpia específica:
Passo 6
Interpretação final (estado físico e observações):
- Estado físico: mistura saturada (líquido + vapor) à temperatura
; equivalente a dizer que a pressão do sistema é a pressão de saturação . - Pressão do sistema:
(valor de saturação àquela temperatura). - As propriedades que calculamos (volume específico e entalpia) referem-se ao sistema bifásico com qualidade
.
Resposta
Estado: mistura saturada (líquido saturado + vapor saturado), qualidade