No seu refrigerador, a substância refrigerante 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, dentro da qual a substância condensa, passando da fase vapor para líquida, a +45^circ C. Determine a. pressão e a variação do volume específico detectadas no evaporador e no condensador dessa geladeira, admitindo que o fluido refrigerante seja R-410a.

Passo 1

Vamos resolver um exercício de termodinâmica que envolve um refrigerador. A questão fala sobre a substância refrigerante R-410a que evapora a -20°C no evaporador e condensa a +45°C no condensador. Precisamos determinar a pressão e a variação do volume específico nessas duas partes. Para resolver isso, vamos usar tabelas termodinâmicas do R-410a e entender como as propriedades do refrigerante mudam durante as fases de evaporação e condensação.

Passo 2

Primeiro, vamos encontrar as pressões correspondentes às temperaturas de evaporação (-20°C) e condensação (+45°C) para o refrigerante R-410a. Para isso, consultamos as tabelas de pressão de vapor do R-410a.

Passo 3

Consultando a tabela do R-410a:
  • A -20°C corresponde a uma pressão de evaporação de aproximadamente 5,5 bar.
  • A +45°C corresponde a uma pressão de condensação de aproximadamente 14,2 bar.

Passo 4

Agora, vamos determinar os volumes específicos no evaporador e no condensador. O volume específico é o volume que uma massa unitária ocupa e depende do estado do refrigerante (líquido ou vapor).

Passo 5

No evaporador, o refrigerante está na fase de vapor a -20°C. O volume específico do vapor saturado a -20°C é cerca de 0,056 m³/kg.
No condensador, o refrigerante está na fase líquida a +45°C. O volume específico do líquido saturado a +45°C é aproximadamente 0,0005 m³/kg.

Passo 6

A variação do volume específico ( De) é a diferença entre o volume específico no evaporador e no condensador:
De

Resposta

As pressões são de aproximadamente 5,5 bar no evaporador e 14,2 bar no condensador. A variação do volume específico entre evaporador e condensador é de 0,0555 m³/kg.

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