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
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:
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
, 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].