Determine o volume específico para o R-134a a 100^{\circ} \mathrm{C} e 3,0 \mathrm{MPa}, utilizando os seguintes modelos:
a) As tabelas de R134a
b) Gás ideal
c) O diagrama de compressibilidade

Passo 1

O enunciado pede o volume específico de R-134a na condição de T=100^\circ\mathrm{C} e p=3{,}0\\ \mathrm{MPa}. Vamos abordar três modelos:
– a) leitura direta em tabelas de superaquecido de R-134a,
– b) hipótese de gás ideal com v = \dfrac{RT}{p},
– c) uso do diagrama de compressibilidade para obter Z e calcular v = Z\,\dfrac{RT}{p}.

Passo 2

Para usar as tabelas, primeiro constatamos que a pressão de saturação de R-134a a 100^\circ\mathrm{C} é aproximadamente p_\mathrm{sat}\approx3{,}9\\ \mathrm{MPa}. Como 3{,}0<3{,}9, o fluido está em região de superaquecido. Na tabela de superaquecido para T=100^\circ\mathrm{C} e p=3{,}0\\ \mathrm{MPa} encontra-se
v_\text{tabela}=0{,}00960\\ \mathrm{m^3/kg}.

Passo 3

No modelo de gás ideal, usamos
v_\text{ideal}=\frac{R\,T}{p},
onde R=0{,}08145\\ \mathrm{kJ/(kg\,K)}, T=100^\circ\mathrm{C}=373{,}15\\ \mathrm{K} e p=3{,}0\\ \mathrm{MPa}=3000\\ \mathrm{kPa}. Logo,
v_\text{ideal} =\frac{0{,}08145\times373{,}15}{3000} \approx0{,}01013\\ \mathrm{m^3/kg}.

Passo 4

No diagrama de compressibilidade calculamos os reduzidos
T_r=\frac{373{,}15}{374{,}2}\approx0{,}997, \quad p_r=\frac{3000}{4059}\approx0{,}739,
onde T_c=374{,}2\\ \mathrm{K} e p_c=4{,}059\\ \mathrm{MPa} são valores críticos do R-134a. Do diagrama lê-se Z\approx0{,}95. Assim
v_Z =Z\,\frac{R\,T}{p} =0{,}95\times0{,}01013 \approx0{,}00962\\ \mathrm{m^3/kg}.

Resposta

a) v=0{,}00960\\ \mathrm{m^3/kg}
b) v=0{,}01013\\ \mathrm{m^3/kg}
c) v=0{,}00962\\ \mathrm{m^3/kg}

Exercícios relacionados