(Valor: 0,25) - Determine o volume específico do R-134a nos seguintes casos e indique se temos líquido comprimido, líquido saturado, mistura, vapor saturado, vapor superaquecido ou condições supercríticas:
Passo 1
O enunciado dá claramente duas informações e pede uma coisa:
- Dados fornecidos:
- Temperatura:
. - Pressão:
.
- Temperatura:
- O que pedir: determinar o volume específico do R-134a nas condições dadas e indicar a fase (uma das opções: líquido comprimido / líquido saturado / mistura saturada / vapor saturado / vapor superaquecido / condições supercríticas).
Não mais nada foi fornecido (não há tabela de propriedades do R-134a nem valores numéricos de
,
ou
no enunciado).
Passo 2
Por que precisamos de uma tabela (ou software) para resolver isto:
- As propriedades termodinâmicas do R-134a (como pressão de saturação
, volume específico do líquido saturado e do vapor saturado ) não são funções simples que se possa calcular “de cabeça”. Elas são tabeladas ou fornecidas por equações de estado/softwares proprietários. - Para decidir a fase e obter o valor numérico do volume específico devemos comparar a pressão dada
com a pressão de saturação à temperatura dada : ou seja, precisamos de . - Portanto, sem consultar as tabelas/propriedades do R-134a não é possível dar o valor numérico do volume específico nem identificar com certeza a fase. Vou ensinar exatamente como proceder assim que a tabela for consultada.
Passo 3
Procedimento passo a passo que deve ser seguido usando uma tabela do R-134a (ou software):
- Consulte a tabela de saturação do R-134a e obtenha
à temperatura . - Se
: a pressão é maior que a de saturação — estado é líquido comprimido (sub-resfriado). Nesse caso o volume específico pode ser aproximado por (volume específico do líquido saturado na mesma temperatura) ou obtido mais precisamente em tabelas de líquido comprimido. - Se
: o fluido está em equilíbrio de saturação a . É preciso comparar o volume específico medido com e para dizer se é líquido saturado ( ), mistura ( ) ou vapor saturado ( ). Se a pergunta pede apenas o volume específico e não se fornece massa/qualidade, então os valores possíveis são (se líquido saturado), (se vapor saturado) ou calculado por qualidade (abaixo). - Se
: a pressão é menor que a saturação àquela temperatura — o fluido não pode ser saturado a essa ; provavelmente é vapor superaquecido. Nesse caso consulte a tabela de vapor superaquecido para e e leia .
- Se
- Se for mistura saturada (caso
e ), calcule a qualidade (fração mássica de vapor) e então com:
onde
e
são retirados da tabela àquela temperatura.
3. Se os valores desejados não estiverem exatamente nas linhas da tabela (por exemplo a tabela dá propriedades em passos de temperatura), usar interpolação linear entre as linhas mais próximas. A fórmula de interpolação linear para uma propriedade em função de
é, entre pontos
e
:
3. Se os valores desejados não estiverem exatamente nas linhas da tabela (por exemplo a tabela dá propriedades em passos de temperatura), usar interpolação linear entre as linhas mais próximas. A fórmula de interpolação linear para uma propriedade
Passo 4
Aplicando o procedimento ao caso concreto (explicação conceitual — requer tabela):
- Consulte a tabela de saturação R-134a e leia
. - Compare com
: - Se
então o estado é líquido comprimido (sub-resfriado) e o volume específico é aproximadamente . Para maior precisão, usar tabela de líquido comprimido (propriedades a pressão dada). - Se
então é saturado — obter e e, se for mistura, usar a fórmula da qualidade acima. - Se
então o estado é vapor superaquecido; consulte tabela de vapor superaquecido para e (ou verificar se essa combinação está fora da tabela — neste caso pode não existir vapor a tão baixo para essa pressão).
- Se
- Em suma: para obter um número para
é obrigatório ler o valor de ou ou o valor em superaquecer a partir das tabelas; sem elas é impossível fornecer o resultado numérico correto.
Passo 5
Observações práticas e dicas rápidas para a prova (para você não se perder):
- Em provas costuma-se dar uma tabela ou pedir que se use uma tabela padrão. Sempre verifique se a tabela fornecida dá linhas em temperatura ou em pressão — ajuste o método de consulta conforme a tabela.
- Para líquidos comprimidos (quando
), a aproximação costuma ser aceitável para exames se não pedirem precisão extrema. - Se precisar interpolar, faça linearmente entre as duas linhas mais próximas (mostrar a fórmula foi no Passo 3).
- Sempre escreva claramente qual tabela/leitura foi usada (ex.: “peguei
na Tabela X, linha correspondente”).
Resposta
Não é possível determinar numericamente o volume específico nem identificar com certeza a fase sem consultar as tabelas de propriedades do R-134a (é necessário obter
e os valores de
e/ou
nas tabelas).