Um tanque de paredes rígidas e adiabáticas com volume de 1000 litros, inicialmente vazio (vácuo absoluto) será enchido com R-134a proveniente de uma linha onde este refrigerante escoa no estado de vapor saturado seco (título igual a 1), a
. O enchimento ocorrerá até que a pressão no tanque se iguale à pressão na linha. Determine a temperatura e a massa no tanque no final do enchimento. Despreze efeitos de energia cinética e de energia potencial gravitacional. ( 3.5 pts)
Passo 1
Resumo do enunciado e dados iniciais
Temos um tanque de volume fixo , paredes adiabáticas e inicialmente em vácuo. Vamos enchê-lo com R-134a que entra como vapor saturado seco (
) a
, até que a pressão interna se iguale à da linha. Não há trabalho de limite nem trocas de calor, e desprezamos energia cinética e potencial.
Conteúdo: balanço de massa e energia para escoamento em volume rígido.
Temos um tanque de volume fixo
Conteúdo: balanço de massa e energia para escoamento em volume rígido.
Passo 2
Determinar a entalpia de entrada
e a pressão de saturacão
Da tabela de R-134a, no ponto saturado vapor a :
Da tabela de R-134a, no ponto saturado vapor a
Usando tabela:
Passo 3
Balanço de energia no tanque (sistema aberto cobrindo o volume)
Para escoamento estacionário em volume rígido e sem Q ou W, o balanço é
Para escoamento estacionário em volume rígido e sem Q ou W, o balanço é
Logo o fluido dentro do tanque, a pressão
, deve ter energia interna
Passo 4
Determinar a temperatura final
via tabela superaquecido
Procuramos na tabela de vapor superaquecido de R-134a, à pressão constante
, o ponto em que
Procuramos na tabela de vapor superaquecido de R-134a, à pressão constante
Fazendo interpolação na tabela superaquecida:
Passo 5
Determinar a massa final no tanque
Na mesma tabela, em e
, obtemos o volume específico
Na mesma tabela, em
Como
, a massa acumulada é
Resposta
Temperatura final no tanque:
.
Massa de R-134a no tanque: .
Massa de R-134a no tanque: