Um refrigerador utiliza R-134a e opera em um ciclo padrão entre 0,14MPa e 0,8Mpa. Se a vazão mássica de refrigerante for igual a 0,05kg/s, determin...

Para resolver esse problema, precisamos utilizar as equações do ciclo de refrigeração por compressão de vapor. Vamos lá: 1) Capacidade de refrigeração (Q): Q = m * (h1 - h4) Onde: m = vazão mássica de refrigerante = 0,05 kg/s h1 = entalpia no estado 1 (compressão isentrópica) h4 = entalpia no estado 4 (expansão isentrópica) Para encontrar h1 e h4, precisamos utilizar tabelas termodinâmicas do R-134a. Para o estado 1, temos: P1 = 0,14 MPa (pressão no evaporador) h1 = 267,6 kJ/kg (entalpia específica) Para o estado 4, temos: P4 = 0,8 MPa (pressão no condensador) h4 = 84,7 kJ/kg (entalpia específica) Substituindo na equação, temos: Q = 0,05 * (267,6 - 84,7) = 9,14 kW 2) Potência fornecida ao compressor (W): W = m * (h2 - h1) Onde: h2 = entalpia no estado 2 (compressão) Para encontrar h2, podemos utilizar a relação de compressão (r) e a entalpia no estado 1: r = P2/P1 = 0,8/0,14 = 5,71 h2 = h1 + (r^0,4 - 1) * (h2s - h1s) Onde: h2s = entalpia no estado 2s (compressão isentrópica) h1s = entalpia no estado 1s (compressão isentrópica) Para encontrar h2s e h1s, podemos utilizar tabelas termodinâmicas do R-134a. Para o estado 1s, temos: P1s = 0,14 MPa (pressão no evaporador) h1s = 267,6 kJ/kg (entalpia específica) Para o estado 2s, temos: P2s = 0,8 MPa (pressão no condensador) h2s = 352,5 kJ/kg (entalpia específica) Substituindo na equação, temos: h2 = 267,6 + (5,71^0,4 - 1) * (352,5 - 267,6) = 374,5 kJ/kg Substituindo na equação de potência, temos: W = 0,05 * (374,5 - 267,6) = 5,25 kW 3) Taxa de calor rejeitada ao ambiente externo (Qc): Qc = m * (h2 - h3) Onde: h3 = entalpia no estado 3 (condensação) Para encontrar h3, podemos utilizar tabelas termodinâmicas do R-134a. Para o estado 3, temos: P3 = 0,8 MPa (pressão no condensador) h3 = 84,7 kJ/kg (entalpia específica) Substituindo na equação, temos: Qc = 0,05 * (374,5 - 84,7) = 14,95 kW 4) Coeficiente de performance (COP): COP = Q/W Substituindo os valores encontrados, temos: COP = 9,14/5,25 = 1,74 Portanto, a capacidade de refrigeração é de 9,14 kW, a potência fornecida ao compressor é de 5,25 kW, a taxa de calor rejeitada ao ambiente externo é de 14,95 kW e o COP do sistema é de 1,74.