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2) Um recipiente contém uma mistura saturada de fluido refrigerante R-134a a 30°C. Sabe-se que o volume ocupado pela fase líquida é 0,1 m³ e que o volume ocupado pela fase vapor é 0,9 m³. A tabela abaixo apresenta os valores da propriedades termodinâmicas, para líquido e vapor, da substância pura em questão. Tabela 1. Propriedades termodinâmicas do Gás refrigerante R-134a. R-134a saturado Volume específico Energia interna Entalpia (m ³/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) Líquido Evap. Vapor Líquido Evap. Vapor Líquido Evap. Vapor Temp. Pressão saturado saturado saturado saturado saturado saturado °C kPa Vf=I VIV Vv u UIV Uv h, hiv hv 30 771,0 0,000843 0,02587 0,02671 241,14 153,34 394,48 241,79 173,29 415,08 Fonte da imagem: VAN WYLEN, G.; SONNTAG, R.; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. Ed. Edgard Blucher Ltda., São Paulo, 1997. Com base nessas informações, o título da mistura contida no recipiente é de: Alternativas: a) 10,2 %. b) 11,8 %. c) 14,7 %. d) 18,7 %. e) 22,1%.
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Kaio Santos

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Kaio Santos

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Para determinar a qualidade (ou título) da mistura saturada de R-134a, utilizamos a seguinte fórmula: \[ x = \frac{V_{vapor}}{V_{líquido} + V_{vapor}} \] Onde: - \( V_{vapor} = 0,9 \, m³ \) - \( V_{líquido} = 0,1 \, m³ \) Substituindo os valores: \[ x = \frac{0,9}{0,1 + 0,9} = \frac{0,9}{1,0} = 0,9 \] Para expressar em porcentagem, multiplicamos por 100: \[ x = 0,9 \times 100 = 90\% \] No entanto, a qualidade (ou título) é calculada com base na fração de vapor em relação ao total, e não diretamente com os volumes. Para a mistura saturada, a qualidade é dada por: \[ x = \frac{V_{vapor}}{V_{total}} = \frac{0,9}{0,1 + 0,9} = 0,9 \] Portanto, a qualidade é 90%, o que não está nas opções. Vamos revisar as opções dadas: a) 10,2 % b) 11,8 % c) 14,7 % d) 18,7 % e) 22,1 % Parece que houve um erro na interpretação inicial. A qualidade correta deve ser calculada com base na relação entre a massa de vapor e a massa total. Para isso, precisamos dos volumes específicos. O volume específico do vapor \( V_v = 0,02587 \, m³/kg \) e do líquido \( V_f = 0,000843 \, m³/kg \). Calculando a massa de cada fase: \[ m_{vapor} = \frac{V_{vapor}}{V_v} = \frac{0,9}{0,02587} \approx 34,8 \, kg \] \[ m_{líquido} = \frac{V_{líquido}}{V_f} = \frac{0,1}{0,000843} \approx 118,7 \, kg \] Agora, a massa total: \[ m_{total} = m_{vapor} + m_{líquido} \approx 34,8 + 118,7 \approx 153,5 \, kg \] Agora, a qualidade: \[ x = \frac{m_{vapor}}{m_{total}} = \frac{34,8}{153,5} \approx 0,226 \text{ ou } 22,6\% \] A opção mais próxima é: e) 22,1%. Portanto, a resposta correta é e) 22,1%.

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