Um sistema cilindro-pistão contém inicialmente fluido refrigerante R-134a a 1000 kPa e 140°C. O refrigerante é então resfriado a pressão constante até que esteja na fase de vapor saturado. Determine a entalpia específica do R-134a no estado inicial e final, e a variação de entalpia durante este processo.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala de um sistema pistão-cilindro com R-134a a 1000 kPa e 140 °C, que depois é resfriado à mesma pressão até virar vapor saturado. O que a gente precisa:
  • Saber que entalpia específica é uma propriedade do refrigerante que a gente lê em tabelas (tabela de vapor saturado e tabela de vapor superaquecido).
  • Ter as tabelas de propriedades do R-134a à mão (ou um software).

Passo 2

Estado inicial (superaquecido):
Procuramos na tabela de R-134a, linha P = 1000 kPa, coluna T = 140 °C. Dali tiramos a entalpia
h1 = hl(P=1000 kPa,;T=140 °Cr) approx 541,37;kJ/kg
Aqui a ideia é “superaquecido” porque 140 °C é bem acima da temperatura de saturação (~40,9 °C) a 1000 kPa.

Passo 3

Estado final (vapor saturado):
Como o processo é a pressão constante de 1000 kPa até a fase de vapor saturado, basta ir na tabela de vapor saturado do R-134a e ler a entalpia de vapor seco (qualquer qualidade h2 = hgl(P=1000 kPar) approx 441,36;kJ/kg ) a P = 1000 kPa:

Passo 4

Variação de entalpia:
De
O sinal negativo faz sentido: a entalpia cai porque o fluido está sendo resfriado.

Resposta

h₁ ≃ 541,37 kJ/kg;
h₂ ≃ 441,36 kJ/kg;
Δh ≃ –100,01 kJ/kg.

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