O refrigerante-134a entra no tubo capilar de um refrigerador como líquido saturado a 0,8 \mathrm{MPa} e é estrangulado até uma pressão de 0,12 \mathrm{MPa}. Determine o título do refrigerante no estado final e a queda de temperatura durante esse processo.

Passo 1

O enunciado diz que o refrigerante R-134a entra como líquido saturado a P_1 = 0{,}8\;\mathrm{MPa} e é estrangulado até P_2 = 0{,}12\;\mathrm{MPa}. Num processo de estrangulamento (throttling) vale
h_2 = h_1
e queremos achar o título x_2 no estado final e a queda de temperatura \Delta T = T_1 - T_2. Para isso vamos usar tabelas de propriedades de R-134a nos pontos de saturação em P_1 e em P_2.

Passo 2

Estado 1: saturado líquido a P_1 = 0{,}8\;\mathrm{MPa}.
Da tabela de R-134a em P=0{,}8\;\mathrm{MPa} obtemos
T_1 = T_{\mathrm{sat1}} = 32{,}02\;^\circ\mathrm{C}, \quad h_1 = h_{f1} = 273{,}24\;\mathrm{kJ/kg}.

Passo 3

Estado 2: após o estrangulamento ainda em fase bifásica à pressão P_2 = 0{,}12\;\mathrm{MPa}. Como h_2 = h_1, precisamos dos valores de h_{f2} e h_{fg2} a esta pressão. Da tabela em P=0{,}12\;\mathrm{MPa} (ou T_{\mathrm{sat2}}\approx -11{,}9\;^\circ\mathrm{C}):
h_{f2} = 237{,}40\;\mathrm{kJ/kg}, \quad h_{fg2} = 408{,}60\;\mathrm{kJ/kg}.
O título final é
x_2 = \frac{h_2 - h_{f2}}{h_{fg2}} = \frac{273{,}24 - 237{,}40}{408{,}60} \approx 0{,}0878.

Passo 4

A queda de temperatura é
\Delta T = T_1 - T_2 = 32{,}02\;^\circ\mathrm{C} - (-11{,}90\;^\circ\mathrm{C}) = 43{,}92\;\mathrm{K}.

Resposta

Título final: x_2 \approx 0{,}088 (8,8 %)
Queda de temperatura: \Delta T \approx 43{,}9\;\mathrm{K}

Exercícios relacionados