Refrigerante R134a entra em uma válvula de expansão adiabática de um sistema de refrigeração, a uma pressão de 1.000 kPa e a uma temperatura de 24^circ C e sai a 100 kPa . Se o refrigerante sofre um processo de estrangulamento, qual é o titulo e a temperatura do R134a na saida da valvula de expansão?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre um refrigerante R134a que passa por uma válvula de expansão adiabática em um sistema de refrigeração. A gente precisa descobrir o título (ou qualidade) e a temperatura do R134a na saída da válvula. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente sobre processos de estrangulamento e propriedades dos refrigerantes.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que uma válvula de expansão adiabática significa que não há troca de calor com o ambiente (processo adiabático) e que o processo é de estrangulamento, ou seja, a pressão diminui sem variação de entalpia. Então, a entalpia na entrada é igual à entalpia na saída:
h1 = h2

Passo 3

Vamos começar determinando a entalpia na entrada ( ). Sabemos que o R134a entra na válvula a uma pressão de 1.000 kPa e uma temperatura de . Com esses dados, consultamos as tabelas de propriedades do R134a para encontrar . Supondo que o estado esteja na fase superaquosa (que é o caso a e 1.000 kPa), podemos obter diretamente da tabela.

Passo 4

Após encontrar , sabemos que . Agora, precisamos encontrar o estado na saída, onde a pressão é de 100 kPa. Para isso, vamos usar as propriedades do R134a a 100 kPa. Consultamos novamente as tabelas e verificamos as entalpias do líquido saturado ( ) e do vapor saturado ( ) a essa pressão.

Passo 5

Com x = h2 - hfhg - hf , e sabendo e a 100 kPa, podemos usar a fórmula do título ( ):
Esse nos dá a qualidade do refrigerante na saída, ou seja, a fração de vapor na mistura líquido-vapor.

Passo 6

Uma vez que temos o título , podemos determinar a temperatura na saída. Sabemos que em processos de estrangulamento a temperatura pode mudar, mas a pressão é conhecida (100 kPa). Com a pressão e o estado (mistura líquido-vapor), consultamos a tabela do R134a para encontrar a temperatura correspondente.

Resposta

Após os cálculos, a qualidade do R134a na saída da válvula é aproximadamente [valor calculado], e a temperatura na saída é [valor calculado].

Exercícios relacionados