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.
Determine a variação da massa específica no evaporador e no condensador.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos R-410A a –20 °C no evaporador (líquido saturado vira vapor saturado, tudo a –20 °C) e a 40 °C no condensador (vapor saturado vira líquido saturado, tudo a 40 °C).
Conteúdo: tabelas de propriedades de fluido frigorífico (saturação) e definição de volume específico v=1rho. Vamos olhar na tabela de R-410A os valores de vf (líquido saturado) e vg (vapor saturado) nessas temperaturas e calcular a variação de volume específico em cada trocador.

Passo 2

Obter na tabela de saturação de R-410A em –20 °C:
  • volume específico do líquido saturado: vf(-20^circ C)approx7,60times10^-4;rm m^3/kg
    - volume específico do vapor saturado:
    vg(-20^circ C)approx0,04120;rm m^3/kg
Esses valores vêm direto da tabela de saturação, que listam vf e vg para cada temperatura.

Passo 3

Calcular a variação de volume específico no evaporador, indo do líquido ( vf) para o vapor ( vg):
De
Substituindo:
$$\Delta v_{\rm evap} = 0{,}04120 - 7{,}60\times10^{-4}
= 0{,}04120 - 0{,}00076
= 0{,}04044;{\rm m^3/kg}.$$

Passo 4

Agora, tabela de saturação em 40 °C:
  • líquido saturado: vf(40^circ C)approx7,80times10^-4;rm m^3/kg
    - vapor saturado:
    vg(40^circ C)approx0,01716;rm m^3/kg

Passo 5

Variação de volume específico no condensador, indo do vapor ( vg) para o líquido ( vf):
De
Substituindo:
$$\Delta v_{\rm cond} = 7{,}80\times10^{-4} - 0{,}01716
= 0{,}00078 - 0{,}01716
= -0{,}01638;{\rm m^3/kg}.$$
Ou seja, o volume específico cai em 0,01638 m³/kg.

Resposta

Δv_evap = 0,04044 m³/kg
Δv_cond = –0,01638 m³/kg

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