Determine os valores das propriedades especificadas para cada uma das condições a seguir
Para o Refrigerante 134 a a T=60^{\circ} \mathrm{C} e v=0,072 \mathrm{~m}^{3} / \mathrm{kg}, determine p em kPa e h em \mathrm{kJ} / \mathrm{kg}

Passo 1

O enunciado dá o refrigerante R-134a nas condições \,T=60^\circ\mathrm{C}\, e \,v=0{,}072\\ \mathrm{m}^3/\mathrm{kg}\, e pede para determinar a pressão p (em kPa) e a entalpia específica h (em \mathrm{kJ}/\mathrm{kg}).
Informações dadas:
T=60^\circ\mathrm{C},\qquad v=0{,}072\\ \mathrm{m}^3/\mathrm{kg}.
O que se pede:
  • p em \mathrm{kPa};
  • h em \mathrm{kJ}/\mathrm{kg}.

Passo 2

Explicação do método geral (passo a passo lógico que vou aplicar). Para qualquer estado conhecido por T e v com um fluido refrigerante, o procedimento é:
  1. Consultar a tabela de propriedades saturadas do R-134a à temperatura dada \,T=60^\circ\mathrm{C}\, e obter os valores de:
    \,p_{\text{sat}}(T)\,,\; v_f(T)\,,\; v_g(T)\,,\; h_f(T)\,,\; h_g(T)\,.
    (Aqui v_f é o volume específico da fase líquida saturada, v_g da fase vapor saturado, h_f e h_g as entalpias respectivas.)
  2. Comparar o valor dado de v com v_f e v_g:
    • Se \,v < v_f, o estado é líquido comprimido (sub-resfriado) — precisa de tabela de líquido comprimido ou aproximação por h\approx h_f.
    • Se \,v_f \le v \le v_g, o estado é mistura saturada: a pressão é a pressão de saturação a 60^\circ\mathrm{C} e a entalpia é obtida pela qualidade x.
    • Se \,v > v_g, o estado é vapor superaquecido — precisa consultar a tabela de vapor superaquecido (em função de T e p ou de p e T).
  3. Se for mistura saturada, calcular a qualidade x por
x=\frac{v-v_f}{v_g-v_f},
e então a entalpia por
h = h_f + x\,(h_g-h_f).
A pressão será p=p_{\text{sat}}(60^\circ\mathrm{C}).

Passo 3

Aula rápida sobre cada grandeza e por que usamos essas fórmulas:
  • A tabela saturada relaciona temperatura e pressão de saturação: numa mistura saturada temperatura e pressão são dependentes e ambos são constantes durante mudança de fase. Por isso, se o estado for mistura saturada à temperatura indicada, então p é exatamente p_{\text{sat}}(T).
  • O volume específico da mistura varia linearmente com a qualidade x (fração mássica de vapor):
v = (1-x)\,v_f + x\,v_g \quad\Longrightarrow\quad x=\frac{v-v_f}{v_g-v_f}.
  • A entalpia específica da mistura também é média linear em x:
h = (1-x)\,h_f + x\,h_g = h_f + x(h_g-h_f).
Essas relações são padrão em termodinâmica para mistura líquido–vapor em equilíbrio.

Passo 4

Como aplicar numericamente (estrutura de cálculo que você fará na prova) — passo a passo com símbolos que você substitui pelos números da tabela:
  1. Na tabela saturada do R-134a, localize a linha T=60^\circ\mathrm{C} e anote: p_{\text{sat}},\qquad v_f,\qquad v_g,\qquad h_f,\qquad h_g.
  2. Compare \,v=0{,}072\\ \mathrm{m}^3/\mathrm{kg}\, com v_f e v_g.
    • Se v_f\le 0{,}072\le v_g: estado é mistura saturada. Então: x=\frac{0{,}072-v_f}{v_g-v_f}.Em seguida: h=h_f + x\,(h_g-h_f).E p = p_{\text{sat}}(60^\circ\mathrm{C}).
    • Se 0{,}072 < v_g (ou seja, v maior que v_g): é vapor superaquecido — consulte tabela de superaquecido (procure a linha T=60^\circ\mathrm{C} ou a tabela em função de p) para obter h diretamente ou por interpolação.
    • Se 0{,}072 < v_f (o que é improvável, já que v_f é muito pequeno), então é líquido comprimido — aproximar h\approx h_f ou usar tabela de líquido comprimido.
  3. Observação prática: as tabelas de refrigerantes aparecem em livros e tabelas ASHRAE; sem elas você não consegue os números numéricos de p_{\text{sat}},v_f,v_g,h_f,h_g.

Passo 5

Aplicação prática: o problema exige valores numéricos de p e h. Esses valores numéricos só podem ser obtidos consultando a tabela de propriedades do R-134a à temperatura \,60^\circ\mathrm{C}\,. Eu não tenho uma tabela numérica anexada aqui; portanto não posso inserir números exatos sem recorrer a uma fonte externa. Não devo inventar ou chutar valores porque a precisão é essencial em termodinâmica.

Passo 6

O que você deve fazer na prova (resumo prático e encorajador):
  • Pegue a tabela do R-134a e vá à linha T=60^\circ\mathrm{C}.
  • Copie p_{\text{sat}},v_f,v_g,h_f,h_g.
  • Compare v=0{,}072 com v_f e v_g e siga o cálculo da qualidade x e de h conforme mostrado no Passo 4.
  • Anote p=p_{\text{sat}} se o estado for saturado; caso contrário consulte a tabela de superaquecido ou líqu. comprimido conforme necessário.
    Você consegue — siga esses passos e não entre em pânico!

Resposta

Impossível fornecer os valores numéricos de p (kPa) e h ( \mathrm{kJ}/\mathrm{kg}) sem consultar a tabela de propriedades do R-134a à temperatura \,T=60^\circ\mathrm{C}\,. É necessário obter os dados \,p_{\text{sat}},\;v_f,\;v_g,\;h_f,\;h_g em 60^\circ\mathrm{C} para calcular p e h conforme descrito.

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