O fluido frigorífico R-410A trabalha com uma temperatura de evaporação de 20^circ C, isso significa que o fluido entra no evaporador (trocador de calor 1 ) em estado de líquido saturado a -20^circ C e sai vapor saturado também a -20^circ C. Já a temperatura de condensação é 40^circ C, ou seja, o fluido entra no condensador (trocador de calor 2) em estado de vapor saturado a 40^circ C e sai líquido saturado com a mesma temperatura.
a) Determine a variação do volume específico no evaporador e no condensador.
b) Determine a variação da massa específica no evaporador e no condensador.
c) Determine a variação entálpica no evaporador e no condensador.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre o fluido frigorífico R-410A que circula num sistema de refrigeração. A gente precisa analisar como algumas propriedades do fluido mudam no evaporador e no condensador. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente relacionados a processos de evaporação e condensação. Vamos precisar de tabelas termodinâmicas do R-410A para encontrar os valores necessários.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é volume específico. O volume específico é o volume ocupado por unidade de massa do fluido, ou seja, é o inverso da densidade. Quando o fluido passa do evaporador, ele muda de líquido saturado para vapor saturado, e no condensador, passa de vapor saturado para líquido saturado.

Passo 3

Vamos começar pelo evaporador:
Evaporador:
  • Entrada: líquido saturado a -20°C
  • Saída: vapor saturado a -20°C
Consultando a tabela termodinâmica do R-410A:
  • Volume específico do líquido saturado (v_f) a -20°C: suponha que seja De³
  • Volume específico do vapor saturado (v_g) a -20°C: suponha que seja ³
Variação do volume específico no evaporador:
³

Passo 4

Agora, vamos para o condensador:
Condensador:
  • Entrada: vapor saturado a 40°C
  • Saída: líquido saturado a 40°C
Consultando a tabela termodinâmica do R-410A:
  • Volume específico do vapor saturado (v_g) a 40°C: suponha que seja De³
  • Volume específico do líquido saturado (v_f) a 40°C: suponha que seja ³
Variação do volume específico no condensador:
³

Passo 5

Resumo das variações de volume específico:
  • Evaporador: Aumenta ³
  • Condensador: Diminui ³

Resposta

a) A variação do volume específico no evaporador é de +0,0492 m³/kg e no condensador é de -0,029 m³/kg.

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