Um sistema pistăo-cilindro contém 2 kg de refrigerante R-134a, inicialmente a
com um titulo (qualidade) de
. O refrigerante é aquecido e se expande até um estado final de 600 kPa e
. Sabe-se que o processo pode ser modelado por uma relação politrópica (PV
constante). Determine:
a) O expoente politrópico (n) do processo. [15 pts]
Resposta:
.
b) 0 trabalho realizado pelo refrigerante, em kJ. (15 pts)
Resposta:
.
c) A transferência de calor para o refrigerante, em kJ. [15 pts]
Resposta:
.
a) O expoente politrópico (n) do processo. [15 pts]
b) 0 trabalho realizado pelo refrigerante, em kJ. (15 pts)
c) A transferência de calor para o refrigerante, em kJ. [15 pts]
Passo 1
O enunciado dá um sistema pistão-cilindro contendo
de R-134a, que parte de uma mistura saturada a
com qualidade
, e é aquecido até
e
. O processo é politrópico, isto é,
Precisamos usar tabelas de propriedades do R-134a para obter volumes específicos e energias internas nos estados 1 e 2, depois aplicar a relação politrópica para achar o expoente
, o trabalho
e o calor
.
Passo 2
Estado 1:
,
. Das tabelas de saturação de R-134a em
obtemos (valores aproximados):
Então
O volume total inicial é
Passo 3
Estado 2:
,
. Das tabelas superaquecidas de R-134a para
e
usamos (aprox.):
O volume total final é
Passo 4
Para um processo politrópico vale
Passo 5
O trabalho politrópico realizado pelo fluido (positivo quando feito pelo fluido) é
Para
vem
Passo 6
A primeira lei da termodinâmica no processo fechado dá
Resposta
a)\quad
b)\quad
c)\quad
b)\quad
c)\quad