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 52,4^circ C. 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 V=1000 L=1,00 m^3, paredes adiabáticas e inicialmente em vácuo. Vamos enchê-lo com R-134a que entra como vapor saturado seco ( x=1) a T1=52,4,^circC, 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.

Passo 2

Determinar a entalpia de entrada h1 e a pressão de saturacão
Da tabela de R-134a, no ponto saturado vapor a T1=52,4,^circC:
p1 = psat(52,4,^circC), h1 = hgl(T=52,4,^circCr)
Usando tabela:
p1 =1,19 MPa, h1 =278,9 kJ/kg

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
De<a E = sumin min,hin ;Longrightarrow; m,u2 = m,h1 Longrightarrow u2 = h1
Logo o fluido dentro do tanque, a pressão p2=p1, deve ter energia interna
u2 =278,9 kJ/kg

Passo 4

Determinar a temperatura final T2 via tabela superaquecido
Procuramos na tabela de vapor superaquecido de R-134a, à pressão constante
p2=1,19 MPa, o ponto em que
u(p2,T2)=278,9 kJ/kg
Fazendo interpolação na tabela superaquecida:
T2approx118,^circC

Passo 5

Determinar a massa final no tanque
Na mesma tabela, em p2=1,19 MPa e T2=118,^circC, obtemos o volume específico
v2 approx0,102 m^3/kg
Como V=1,00 m^3, a massa acumulada é
m = Vv2 = 1,000,102 approx9,80 kg

Resposta

Temperatura final no tanque: T2approx118,^circC.
Massa de R-134a no tanque: mapprox9,80 kg.

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