No seu refrigerador, a substância refrige-rante muda de fase (evapora) a
no interior de um tubo que envolve a câmara fria. Na parte externa (atrás ou abaixo do refrigerador) existe uma grade preta, den-tro da qual a substância condensa, passan-do da fase vapor para líquida, a
. Determine a pressão e a variação do volume específico (v) detectadas no evaporador e no condensador dessa geladeira, admitindo que o fluido refrigerante seja amônia.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me contou que tem um refrigerador onde o amoníaco (NH₃) é usado como refrigerante. Esse amoníaco evapora a -20°C dentro do refrigerador e condensa a +45°C na parte externa. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a pressão nesses dois pontos (evaporador e condensador) e qual a variação do volume específico do amoníaco durante esses processos. Para isso, vamos precisar de uma tabela de propriedades do amoníaco que relaciona temperatura, pressão e volume específico.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as temperaturas de evaporação e condensação que você nos deu:
- Evaporação: -20°C
- Condensação: +45°C
Essas são as temperaturas nas quais o amoníaco muda de fase dentro e fora do refrigerador.
Passo 3
Agora, precisamos encontrar as pressões correspondentes a essas temperaturas na tabela de propriedades do amoníaco.
-
Para a evaporação a -20°C:Olhando na tabela, a pressão de saturação do amoníaco a -20°C é aproximadamente 0,079 MPa.
-
Para a condensação a +45°C:Na mesma tabela, a pressão de saturação do amoníaco a +45°C é cerca de 1,40 MPa.
Passo 4
Com as pressões identificadas, vamos encontrar os volumes específicos do amoníaco nas duas fases:
-
Evaporador (-20°C):
- Vapor (gaseoso):
- Líquido (se aplicável):
é muito pequeno e pode ser desprezado.
- Vapor (gaseoso):
-
Condensador (+45°C):
- Vapor (antes da condensação):
- Líquido (após a condensação):
- Vapor (antes da condensação):
Observação: Os valores de
e
são aproximados e podem variar ligeiramente dependendo da tabela específica utilizada.
Passo 5
Vamos calcular a variação do volume específico (
) em cada processo:
-
No Evaporador:Aqui, o amoníaco passa de líquido para vapor. Então:
-
No Condensador:No processo inverso, o amoníaco vai de vapor para líquido:
Resposta
No evaporador, a pressão é de aproximadamente 0,079 MPa e a variação do volume específico é de +10,499 m³/kg. No condensador, a pressão é de cerca de 1,40 MPa e a variação do volume específico é de -10,499 m³/kg.