Um reservatório de 80 litros contém 4 kg de fluido refrigerante R 134 a, a pressão de 160 kPa . Determine: a) a temperatura do fluido, b) o título, c) entalpia, d) volume ocupado pela fase vapor.

Passo 1

A questão pede dados termodinâmicos de uma mistura saturada de R-134a dentro de um reservatório de 80 L com 4 kg à pressão de 160 kPa. Vamos precisar usar as tabelas de fluido saturado de R-134a (relação pressão × temperatura e propriedades saturadas vf, vg, hf, hg) para resolver tudo.

Passo 2

Primeiro, reconhecemos que a pressão dada (160 kPa) corresponde ao estado saturado do fluido. Logo, a temperatura do fluido é a temperatura de saturação Tsat em que Psat=160 kPa. Pelas tabelas de R-134a: em –15 °C temos P=152 kPa e em –10 °C P=219 kPa. Fazemos interpolação linear para achar Tsat em 160 kPa:
Tsat=-15+160-152219-152( -10-(-15))approx -14,4,°C

Passo 3

Calculamos o volume específico total (v) sabendo que o volume total é V=80 L=0,08 m³ e a massa m=4 kg:
v=Vm=0,084=0,02 m^3/kg

Passo 4

Agora extraímos das tabelas de saturado de R-134a os valores de vf e vg em P=160 kPa por interpolação entre –15 °C e –10 °C:
vf(160 kPa)≈0{,}000759 m³/kg
vg(160 kPa)≈0{,}06167 m³/kg

Passo 5

O título (qualidade) x é dado por
x=v - vfvg - vf=0,02 - 0,0007590,06167 - 0,000759approx0,316

Passo 6

Para a entalpia usamos hf e hg interpolados a 160 kPa:
hf≈201{,}27 kJ/kg, hg≈237{,}14 kJ/kg.
Então
h = hf + x,(hg - hf)=201,27 + 0,316times(237,14 - 201,27)approx212,6 kJ/kg

Passo 7

Por fim, o volume ocupado pela fase vapor é o volume da porção vapor: massa de vapor m_v=m·x e v_g é o seu volume específico, logo
Vvapor=m,x,vg=4times0,316times0,06167approx0,0779 m^3=77,9 L

Resposta

a) T≈–14,4 °C b) x≈0,316 c) h≈212,6 kJ/kg d) V_vapor≈0,0779 m³ (77,9 L)

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