Uma massa de 10 kg de gás refrigerante R-134a enche um recipiente rígido de 1,348 m3 a uma temperatura inicial de -40°C. O recipiente é então aquecido até a pressão de 200 kPa. Marque a alternativa que apresenta a temperatura final e a pressão inicial, respectivamente.

Selecione a resposta:
a
T= 70,03 ℃; P=51,25 kPa

b
T= 64,30 ℃; P=56,86 kPa

c
T= 60,00 ℃; P=100,25 kPa

d
T= 66,30 ℃; P=51,25 kPa

e
T= 66,30 ℃; P=100,25 kPa

Esse problema envolve o comportamento termodinâmico do gás refrigerante R-134a em um recipiente rígido, o que implica que o volume é constante. Para resolvê-lo, vamos seguir uma abordagem em duas etapas principais: calcular a pressão inicial (P₁) e, em seguida, a temperatura final (T₂) quando a pressão final (P₂) é de 200 kPa.

### Etapa 1: Calcular a pressão inicial (P₁)

Dado:
- Massa de R-134a: \( m = 10 \, \text{kg} \)
- Volume do recipiente: \( V = 1,348 \, \text{m}^3 \)
- Temperatura inicial: \( T_1 = -40^\circ C = 233,15 \, \text{K} \)

Com base nas tabelas de propriedades do R-134a (como na tabela de fluido refrigerante saturado ou superaquecido), sabemos que, a \(-40^\circ C\), o refrigerante pode estar numa mistura bifásica (líquido-vapor) ou na região de vapor superaquecido. 

Ao verificar a **tabela de vapor superaquecido** para o R-134a a \(-40^\circ C\), encontramos a pressão correspondente para essa temperatura. Essa será a pressão inicial \( P_1 \).

### Etapa 2: Calcular a temperatura final (T₂)

Sabemos que o volume específico (\( v = V/m \)) do sistema permanece constante, pois o recipiente é rígido. Podemos utilizar esse volume específico para calcular a temperatura final \( T_2 \) na pressão final de 200 kPa.

- Volume específico: \( v = \frac{V}{m} = \frac{1,348 \, \text{m}^3}{10 \, \text{kg}} = 0,1348 \, \text{m}^3/\text{kg} \)

Consultando a tabela de propriedades do R-134a na **pressão de 200 kPa**, encontramos a temperatura final \( T_2 \) correspondente ao volume específico \( v = 0,1348 \, \text{m}^3/\text{kg} \).

### Resposta correta:

De acordo com as tabelas, a pressão inicial \( P_1 \) a \(-40^\circ C\) é aproximadamente **51,25 kPa** e a temperatura final \( T_2 \) na pressão de 200 kPa com o volume específico constante é cerca de **66,30°C**.

Portanto, a alternativa correta é:

**d) T = 66,30°C; P = 51,25 kPa**

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**Dúvidas ou mais detalhes?** Aqui estão 5 perguntas relacionadas ao tema:

1. Como funciona o processo de compressão isocórica em gases refrigerantes?
2. Qual é a diferença entre as propriedades do refrigerante em uma mistura bifásica e em estado de vapor superaquecido?
3. Como a pressão inicial de um gás varia com a temperatura em um recipiente rígido?
4. Como utilizar tabelas de propriedades termodinâmicas para diferentes fluidos?
5. Qual o impacto de diferentes gases refrigerantes na eficiência de sistemas de refrigeração?

**Dica:** A consulta às tabelas de propriedades termodinâmicas (como as de vapor saturado e superaquecido) é fundamental para resolver problemas envolvendo gases refrigerantes!

Uma massa de 10 kg de gás refrigerante R-134a enche um recipiente rígido de 1,348 m3 a uma temperatura inicial de -40°C. O recipiente é então aquecido até a pressão de 200 kPa. Marque a alternativa que apresenta a temperatura final e a pressão inicial, respectivamente. Selecione a resposta: a) T= 70,03 ℃; P=51,25 kPa b) T= 64,30 ℃; P=56,86 kPa c) T= 60,00 ℃; P=100,25 kPa d) T= 66,30 ℃; P=51,25 kPa e) T= 66,30 ℃; P=100,25 kPa

Solve a problem involving a 10 kg mass of R-134a refrigerant in a rigid 1.348 m³ container, heated from -40°C to a final pressure of 200 kPa. Learn how to calculate the initial pressure and final temperature using thermodynamic tables and specific volume formulas.

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