Enunciado

Mostre que uma mistura de líquido e vapor saturados de refrigerante 134a a -20 °C atende ao critério do equilíbrio de fases.

Passo 1

Beleza! Para resolver esse exercício, vamos utilizar a definição de equilíbrio de fases de Gibbs vista nessa seção na equação 16-19, que é:

g l = g v

Ou seja, a função de Gibbs para o líquido e vapor devem ser iguais para que a mistura atenda ao critério de equilíbrio de fases. E nós sabemos que as funções têm a seguinte forma:

g l = h l - T s l

g v = h v - T s v

Passo 2

Então, para resolver o exercício, precisamos recorrer às tabelas do apêndice A para encontrar as entalpias e entropias de saturação para os estados líquido e vapor, então, para o R-134a a -20 °C, temos:

h l = 25,49   k J / k g ; s l = 0,10463   k J / k g . K

h v = 238,41   k J / k g ; s l = 0,94564   k J / k g . K

Passo 3

Então, substituindo esses valores nas funções de Gibbs apresentadas no passo 1, temos:

g l = 25,49 - - 20 + 273,15 0,10463 → g l = - 0,99708   k J / k g

E, para o estado vapor, temos:

g v = 238,41 - - 20 + 273 , 15 0,94564 → g v = - 0,97877   k J / k g

Então, os dois valores são suficientemente próximos para que possamos afirmar que o critério de equilíbrio de fase de Gibbs é satisfeito.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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