Enunciado

Um ciclo de refrigeração de Carnot operando em regime permanente utiliza o refrigerante R - 134 a como fluido de trabalho. O refrigerante muda de vapor saturado para líquido saturado a 30 ° C no condensador enquanto rejeita calor. A pressão do evaporador é de 160   k P a . Mostre o ciclo em um diagrama T - s com as linhas de saturação e determine (a) o coeficiente de performance, (b) a quantidade de calor absorvido do espaço refrigerado e (c) a entrada de trabalho líquido.

Passo 1

Bora lá galera!

Nesse caso temos o ciclo de refrigeração de Carnot operando em regime permanente e com isso, assume-se que existem condições de operação estável e que as mudanças de energia cinética e potencial são desprezíveis.

Então temos que responder 3 alternativas, e por isso vamos começar buscando os dados.

Do enunciado, temos que T H = 30 ° C = 303   K , e com isso:

T L = T s a t   @   160   k P a = - 15,60 ° C = 257,4   K

Passo 2

  1. Esse item pede o coeficiente de performance, logo:
  2. C O P R , C = 1 ( T H / T L ) - 1

    C O P R , C = 1 ( 303 / 257,4 ) - 1

    C O P R , C = 5,64

    Uhull !! Passo 2 concluído com sucesso!

    Passo 3

  3. Vamos começar esse item buscando os dados da tabela A - 11 :
  4. h 3 = h g @ 30 ° C = 266,66 k J k g

    h 4 = h f @ 30 ° C = 93,58 k J k g

    Assim,

    q H = h 3 - h 4 = 266,66 - 93,58

    q H = 173,08 k J k g

    E com isso, finalmente conseguimos calcular a quantidade de calor absorvido do espaço refrigerado:

    q H q L = T H T L

    q L = q H ⋅ T H T L

    q L = 173,08 ⋅ 257,4 303

    q L = 147,03   k J / k g

    Passo 4

  5. Já a entrada de trabalho líquido é determinada da seguinte forma:

w n e t = q H - q L = 173,08 - 147,03 = 26,05 k J k g

w n e t = 26,05 k J k g

Essa questão foi, heim... Bora pra próxima?

Resposta

  1. C O P R , C = 5,64
  2. q L = 147,03   k J / k g
  3. w n e t = 26,05   k J / k g  

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