Em um sistema de refrigeração industrial, é utilizada a amônia (R-717) como fluido de trabalho. O dispositivo de expansão (válvula de expansão termostática) reduz a pressão do refrigerante de 15,850 kgf/cm²
do estado de líquido saturado (estado1) para a pressão de 1,940
título,
(estado 2). Determinar:
a) O volume específico, a temperatura e a entalpia específica no estado 1 e 2.
a) O volume específico, a temperatura e a entalpia específica no estado 1 e 2.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício sobre sistemas de refrigeração usando amônia (R-717). A gente precisa descobrir o volume específico, a temperatura e a entalpia específica nos estados 1 e 2. Para isso, vamos usar tabelas termodinâmicas da amônia e entender como a pressão e o título afetam essas propriedades.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar o Estado 1, que é o líquido saturado com uma pressão de 15,850 kgf/cm². Como está saturado, a temperatura e a entalpia serão iguais às da saturação nessa pressão.
Passo 3
Para encontrar a temperatura no Estado 1, vamos consultar a tabela de saturação da amônia para 15,850 kgf/cm². Supondo que a temperatura de saturação correspondente seja T₁ (por exemplo, 200°C).
Passo 4
Agora, vamos achar o volume específico no Estado 1. Como é líquido saturado, usamos o volume específico líquido
na tabela.
Passo 5
Em seguida, a entalpia específica no Estado 1 também é a entalpia do líquido saturado
.
Passo 6
Passando para o Estado 2, temos uma pressão de 1,940 kgf/cm² e um título
. O título indica a proporção de vapor na mistura. Vamos encontrar a temperatura de saturação nessa nova pressão.
Passo 7
Consultando a tabela de saturação da amônia para 1,940 kgf/cm², encontramos a temperatura de saturação
.
Passo 8
Para o volume específico no Estado 2, usamos a fórmula da mistura:
Onde:
-
é o volume específico do líquido saturado -
é o volume específico do vapor saturado -
é o título
Assumindo
e
:
Passo 9
Para a entalpia específica no Estado 2, usamos uma fórmula semelhante:
Assumindo
e
:
Resposta
-
Estado 1:
- Volume específico:
- Temperatura:
- Entalpia específica:
- Volume específico:
-
Estado 2:
- Volume específico:
- Temperatura:
- Entalpia específica:
- Volume específico: