Enunciado

48 Inicialmente, um conjunto cilindro – pistão contém R-134a a -20°C e 100 kPa. O refrigerante é comprimido, num processo adiabático e reversível, até que a pressão se torne igual a 500 kPa. Determine a temperatura no estado final e o trabalho específico desse processo.

Passo 1

Vamos lá... pra essa questão, como é um processo reversível, vamos usar a equação:

s 2 - s 1 = ∫ d q T

E também vamos precisar da equação da energia em termos específicos:

Δ u = q - w

Ah... e alguns dados das tabelas lá do final do livro.

Passo 2

Bom.. como é adiabático, então não tem troca de calor:

q = 0

E assim, chegamos a:

s 2 - s 1 = 0

s 2 = s 1

E vamos lá na tabela B e vamos ver qual a pressão de saturação em -20°C:

P s a t = 133,7   k P a

Como a pressão inicial é mais baixa que a de saturação pra essa temperatura, então temos vapor saturado.

Vamos então pegar os dados na tabela B.5.2:

- a energia interna específica inicial:

u 1 = 367,36   k J / k g

- a entropia específica inicial:

s 1 = 1,7665   k J / k g K

Passo 3

Bom... pro estado final a gente já tem a pressão:

P 2 = 500   k P a

E a entropia específica final:

s 2 = s 1

s 2 = 1,7665   k J / k g

Com esses dois dados a gente pode ir lá na tabela B.5.2 e ver qual a temperatura, em 500 kPa tem essa entropia específica.

Ah.... é beeem proxima de 30°C (pra gente não precisar interpolar).

T 2 = 30 ° C

E nessa mesma linha a gente pega a energia interna específica final:

u 2 = 398,99   k J / k g

Passo 4

Com isso tudo agora dá pra calcular o trabalho específico:

Δ u = q - w

367,36 - 398,99 = 0 - w

w = - 31,63   k J / k g

Resposta

T 2 = 30 ° C

w = - 31,63   k J / k g

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