No seu refrigerador, a substância refrige-rante muda de fase (evapora) a -20^circ C 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 +45^circ C. 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): ³
    • Líquido (se aplicável): é muito pequeno e pode ser desprezado.
  • Condensador (+45°C):
    • Vapor (antes da condensação): ³
    • Líquido (após a condensação): ³
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 ( De) em cada processo:
  • No Evaporador:
    Aqui, o amoníaco passa de líquido para vapor. Então:
    De³³³
  • No Condensador:
    No processo inverso, o amoníaco vai de vapor para líquido:
    ³³³

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.

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