Questão 46

Considere um ciclo de refrigeração representado abaixo.

Considerando o gráfico de Pressão versus Entalpia, um comportamento típico que um fluido de trabalho experimenta em um ciclo de refrigeração está ilustrado em

Ver o gabarito oficial

Resposta da banca: A

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Termodinâmica — ciclo de refrigeração por compressão de vapor lido no diagrama pressão–entalpia.

Objetivo

Traduzir cada equipamento do circuito na forma que ele desenha no plano \(P\)–\(H\). Não há conta: a decisão é reconhecer a assinatura geométrica do ciclo — dois trechos horizontais (os trocadores), um trecho vertical (a válvula) e uma subida para a direita (o compressor).

Conceitos para revisar

O diagrama \(P\)–\(H\) e o domo de saturação

Pressão na vertical, entalpia específica na horizontal. A curva em forma de domo separa as fases: o ramo esquerdo é líquido saturado, o direito é vapor saturado, dentro do domo coexistem líquido e vapor, e à direita do domo está o vapor superaquecido.

Compressor — entra trabalho, a entalpia sobe

A compressão é praticamente adiabática, então o trabalho recebido vira entalpia. Pressão e entalpia crescem juntas, e o trecho sobe para a direita, terminando fora do domo, no vapor superaquecido.

\[h_2 = h_1 + w\]

\(h_1\), \(h_2\)entalpia na entrada e na saída do compressor

\(w\)trabalho recebido por unidade de massa

Condensador e evaporador — trocadores isobáricos

Nos dois o fluido só troca calor, sem variação apreciável de pressão. No diagrama cada um vira um trecho horizontal: o condensador no patamar de cima, para a esquerda; o evaporador no de baixo, para a direita.

\[q = \Delta h \qquad (P = \text{constante})\]

\(q\)calor trocado por unidade de massa

\(\Delta h\)variação de entalpia no trocador

Válvula — estrangulamento isentálpico

A válvula não realiza trabalho nem troca calor apreciável, então a entalpia sai como entrou. Ela só derruba a pressão. A imagem mental: a entalpia não tem para onde ir, e o trecho desce na vertical.

\[h_3 = h_4\]

\(h_3\), \(h_4\)entalpia antes e depois da válvula

Organizar, Resolver e Acelerar são para quem entrou. Entre com a sua conta Google e veja as quatro etapas de todas as questões.

Entrar

Faça o simulado da sua ênfase: 20 questões, e você sabe a sua distância até os dois cortes do edital