Determine os valores das propriedades especificadas para cada uma das condições a seguir
Para a amonia a
bar e
, determine
em
e
em
Para a amonia a
Passo 1
O enunciado dá duas grandezas para a amônia: a pressão
e o volume específico
. Pede-se a temperatura
em
e a entalpia específica
em
correspondentes a esse estado.
Informações relevantes extraídas do enunciado:
Informações relevantes extraídas do enunciado:
-
. -
. - Devemos determinar
e do fluido (amônia) no estado correspondente a essas propriedades.
Passo 2
Entendimento do tipo de estado (fase): para decidir como proceder precisamos comparar
com os volumes específicos de saturado a
: o volume específico do líquido saturado
e do vapor saturado
. Se
é líquido comprimido, se
é vapor superaquecido, se
é mistura saturada (duas fases).
Explico o conceito de saturado e qualidade:
Explico o conceito de saturado e qualidade:
- Em saturado a uma dada pressão
existe uma temperatura de saturação (única) para a qual líquido e vapor coexistem. - Para mistura saturada, o volume específico total é dado por
onde
é a qualidade (fração mássica de vapor),
.
- A entalpia da mistura é
onde
é a entalpia do líquido saturado,
do vapor saturado e
é o calor latente (entalpia de vaporização).
Passo 3
Verificação numérica rápida para identificar a fase: calcule a densidade correspondente a
:
Isto é uma densidade relativamente alta (líquidos são tipicamente centenas a milhares
, vapores a pressões moderadas são bem menos densos). Mas a classificação precisa exige comparar com
e
da tabela de saturado à
. Portanto, devemos consultar as propriedades saturadas da amônia à
.
Passo 4
Consulta às propriedades saturadas (valores retirados de tabelas padrão de amônia para
): (aqui indico explicitamente que peguei esses números da tabela de saturação da amônia)
Observação: os números acima foram obtidos consultando tabelas de propriedades saturadas padrão para amônia (R-717) à
. Se em sua prova ou apostila os valores tabelados forem ligeiramente diferentes, use esses valores para recomputar as contas com o mesmo procedimento abaixo.]
Passo 5
Comparação do
dado com
e
(usar os valores da tabela):
Nosso
satisfaz
portanto o estado é mistura saturada (duas fases). Logo a temperatura do sistema é a temperatura de saturação correspondente à pressão dada.
Passo 6
Determinação da temperatura
: como está em mistura saturada, a temperatura é a temperatura de saturação à pressão dada:
Explicação: numa mistura saturada, líquido e vapor coexistem à mesma temperatura de saturação; portanto
depende apenas da pressão, não do
particular dentro do intervalo
.
Passo 7
Cálculo da qualidade
usando a fórmula do volume específico:
Substituindo os números:
Interpretação:
significa cerca de
em massa está no estado vapor e o restante é líquido.
Passo 8
Cálculo da entalpia
da mistura usando
Primeiro calcule
:
Agora calcule
:
Passo 9
Interpretação final e verificação rápida: obtivemos
(igual à temperatura de saturação a 8 bar) e
. A fração de vapor pequena confirmada por
é consistente com
próximo ao volume do líquido, portanto a entalpia fica perto de
com um pequeno acréscimo da fração de vapor.