Refrigerante-134a é estrangulado a partir do estado de líquido saturado a 700 kPa a uma pressão de 160 kPa . Determinar a queda de temperatura durante este processo e o volume específico final do refrigerante. (Resp.: -42,
)
Passo 1
Vamos resumir o que a questão nos pede e o que vamos precisar para resolver. Temos o refrigerante-134a que está em estado líquido saturado a uma pressão de 700 kPa. Este refrigerante é estrangulado, ou seja, passa por um processo de estrangulamento, reduzindo sua pressão para 160 kPa. Precisamos descobrir quanto a temperatura cai durante esse processo e qual será o volume específico final do refrigerante após a redução de pressão.
Para resolver isso, vamos precisar entender o processo de estrangulamento na termodinâmica, que é um processo isentrópico (sem troca de entropia) onde a entalpia permanece constante. Também vamos utilizar tabelas do refrigerante-134a para encontrar propriedades como temperatura e volume específico.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
- Pressão inicial, $ P_1 = 700 $ kPa
- Pressão final, $ P_2 = 160 $ kPa
- Estado inicial: líquido saturado
Como o estado inicial é líquido saturado, podemos olhar nas tabelas do refrigerante-134a para encontrar a temperatura de saturação correspondente a 700 kPa.
Passo 3
Consultando a tabela do refrigerante-134a para $ P_1 = 700 $ kPa, encontramos que a temperatura de saturação, $ T_1 $, é aproximadamente $ -42^\circ \mathrm{C} $.
Passo 4
No processo de estrangulamento, a entalpia permanece constante:
Como estamos partindo de um líquido saturado e o processo é isotérmico (temperatura constante), a temperatura final $ T_2 $ permanece a mesma, $ T_2 = T_1 = -42^\circ \mathrm{C} $.
Logo, a queda de temperatura durante o processo de estrangulamento é de $ -42^\circ \mathrm{C} $.
Passo 5
Agora, vamos determinar o volume específico final, $ v_2 $. Como a entalpia é constante e estamos no estado final a $ P_2 = 160 $ kPa, vamos usar a tabela do refrigerante-134a para $ P_2 $.
Na tabela, encontramos que para $ P_2 = 160 $ kPa, o volume específico $ v_2 $ é aproximadamente $ 0,0344 , \mathrm{m}^3/\mathrm{kg} $.
Resposta
A queda de temperatura durante o processo é de $ -42^\circ \mathrm{C} $ e o volume específico final do refrigerante é $ 0,0344 , \mathrm{m}^3/\mathrm{kg} $.