Um reservatório de 80 litros contém 4 kg de fluido refrigerante R 134 a, a pressão de 160 kPa . Determine o volume ocupado pela fase vapor.

Passo 1

Beleza, aqui o que a gente tem: um reservatório rígido de 80 L cheio com 4 kg de R134a a 160 kPa. A gente precisa saber quanto desse volume está na fase vapor.
Conteúdo: termodinâmica de fluidos refrigerantes (mistura líquido–vapor).
O que vamos usar:
  1. Tabela de propriedades do R134a na pressão de 160 kPa (valores de e ).
  2. Cálculo de volume específico total .
  3. Cálculo de título (qualidade) .
  4. Volume ocupado pelo vapor.

Passo 2

Primeiro a gente vê o volume específico médio do sistema:
v ;=;Vtotalmtotal Longrightarrow v ;=;80 L4 kg ;=;0,080 m^34 kg ;=;0,020 tfracm^3kg

Passo 3

Como a pressão é 160 kPa, o fluido está numa mistura saturada. Da tabela de R134a a 160 kPa (interpolado):
vf approx 0,00083 tfracm^3kg ,, vg approx 0,08643 tfracm^3kg

Passo 4

Para achar o título (fração mássica de vapor) usamos
x ;=;v - vf,vg - vf, ;=; 0,020 - 0,000830,08643 - 0,00083 ;approx;0,224
Ou seja, cerca de 22,4 % da massa está na fase vapor.

Passo 5

Agora o volume de vapor é a massa de vapor vezes Vvapor ;=;x,m,vg ;=;0,224 times 4 kgtimes 0,08643 tfracm^3kg ;approx;0,0774 m^3 . Como a massa de vapor é :
Convertendo pra litros:

Resposta

O volume ocupado pela fase vapor é, aproximadamente, 77,4 L.

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