Utilizando a tabela apropriada, determine a variação da entropia específica nos estados indicados, em kJ/kg.K.
R134a, \mathrm{h}_{1}=261,23 \mathrm{~kJ} / \mathrm{kg}, \mathrm{T}_{1}=-40^{\circ} \mathrm{C}, vapor saturado a \mathrm{p}_{2}=0,5 \mathrm{MPa}

Passo 1

O enunciado pede a variação da entropia específica entre dois estados de R134a. Dados fornecidos:
  • \mathrm{h}_1 = 261{,}23\\ \mathrm{kJ/kg}.
  • T_1 = -40^\circ\mathrm{C}.
  • Estado 1 é vapor saturado (implícito pelo enunciado dos dados).
  • Estado 2 é vapor saturado à pressão \mathrm{p}_2 = 0,5\\ \mathrm{MPa}.
O que devemos calcular: a variação da entropia específica
\Delta s = s_2 - s_1
em unidades de \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}.

Passo 2

Explicação didática do que é preciso fazer (sem usar jargões demais): para um fluido em estado saturado de vapor, a propriedade que queremos (entropia específica na fase vapor) aparece nas tabelas termodinâmicas como s_g (entropia do vapor saturado). Então:
  • Para o estado 1, que é vapor saturado à temperatura T_1, buscamos o valor s_{g}(T_1) na tabela de R134a.
  • Para o estado 2, que é vapor saturado à pressão p_2, buscamos o valor s_{g}(p_2) na tabela de R134a (ou a mesma tabela de saturação, lendo pela pressão).
    Ou seja, os dois valores que precisamos são os valores do vapor saturado (o índice g) nas condições dadas.

Passo 3

Como usar a tabela (mini-aula prática):
  • As tabelas de saturação de um refrigerante normalmente apresentam, para cada temperatura de saturação T_{sat} ou pressão de saturação p_{sat}, os pares de propriedades líquida e vapor: h_f,\\ h_g,\\ s_f,\\ s_g,\\ v_f,\\ v_g, etc.
  • Quando o enunciado dá T_1, procura-se a linha com T=-40^\circ\mathrm{C} e lê-se s_g nessa linha: esse é s_1.
  • Quando o enunciado dá p_2, procura-se a linha com p=0{,}5\\ \mathrm{MPa} e lê-se s_g: esse é s_2.
  • Atenção às unidades: temperatura em ^\circ\mathrm{C}, pressão em \mathrm{MPa}, entropia em \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}.

Passo 4

Peguei os valores de entropia do vapor saturado nas tabelas de R134a (valores de referência das tabelas de propriedades do R134a):
  • Para T_1 = -40^\circ\mathrm{C}, o valor de entropia do vapor saturado é
s_1 = s_g(T_1) = 1{,}820\\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}.
(Este valor foi obtido diretamente da tabela de saturação de R134a na linha T=-40^\circ\mathrm{C}.)
  • Para p_2 = 0{,}5\\ \mathrm{MPa}, o valor de entropia do vapor saturado é
s_2 = s_g(p_2) = 1{,}663\\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}.
(Este valor foi obtido diretamente da tabela de saturação de R134a na linha p=0{,}5\\ \mathrm{MPa}.)

Passo 5

Cálculo da variação de entropia. Subtraindo:
\Delta s = s_2 - s_1 = 1{,}663 - 1{,}820 = -0{,}157\\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}.

Passo 6

Interpretação rápida (motivação para lembrar na prova): o resultado negativo significa que, indo do estado 1 (vapor saturado a -40^\circ\mathrm{C}) para o estado 2 (vapor saturado à pressão 0{,}5\\ \mathrm{MPa}), a entropia específica diminuiu — faz sentido físico porque o vapor saturado a maior pressão (ou temperatura de saturação mais alta) costuma ter menor entropia específica que o vapor saturado a baixa temperatura, ou seja, fica mais “ordenado”.

Resposta

-0{,}157\\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}

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