100 kg de refrigerante 134a a 200 kPa están en un dispositivo de cilindro-émbolo,
cuyo volumen es 12,322 m3
. A continuación se mueve el émbolo, hasta que el volumen
del recipiente es la mitad de su valor original. Esa compresión se hace de tal modo que
la presión del refrigerante no cambia. Determine:
a. La temperatura final.
b. El cambio de energía interna total del refrigerante 134a.
c. Realice la gráfica P-V del sistema para el cambio de estado
Respuestas
La temperatura final del sistema es T2 = -10.09°C
El cambio de energia total del refrigerante es Δu = -110.47 kJ/kg
Explicación paso a paso:
Pra resolver este tipo de problema es neceario acudir a la tablas de propiedades termodinamicas del Refrigerante R134a
para el estado inicial tenemos que:
P= 200kpa
v = V / m = 12.322m3 / 100kg = 0.12322m3/kg
Vapor sobrecalentado
u = 263.08 kJkg
calculamos el volumen especifico final:
v = 0.12322m3/kg/2 = 0.06161m3/kg
Nos dirigimos a tabla, y con la presion de 200kpa hallamos la temperatura y la energia especifica
T2 = -10.09°C
uf = 38.28kJ/kg
ufg = 186.21 kJ/kg
vf = 0.0007533 m3/kg
vg = 0.099867 m3/kg
teneiendo el valor del volumen especifico hallamos la calidad
v = vf + X(vg-vf)
X = (0.06161 - 0.0007533)m3/kg / (0.099867-0.0007533)m3/kg
X = 0.6140
Calculamos la energia final
u = uf + Xufg
u = 38.28 kJ/kg + 0.6140*186.21kJ/kg
u = 152.61 kJ/kg
Δu = 152.61kJ/kg - 263.08 kJ/kg
Δu = -110.47 kJ/kg
