Utilice el modelo de las tablas de vapor para resolver este problema. Dentro de un sistema cerrado con paredes adiabaticas se coloca una muestra R134 a. Inicialmente el refrigerante se encuentra a 1MPa y 40 grados centigrados y se somete a un proceso reve

Para resolver este problema relacionado con el refrigerante R134a y su comportamiento termodinámico, seguiremos los etapas descritas y utilizando tablas de propiedades del R134a. Seguiré una serie de pasos para resolver cada parte del problema por separado. ### A) Estimar la temperatura del refrigerante al final del proceso 1. **Condiciones iniciales**: - Presión inicial \( P_1 = 1 \text{ MPa} = 1000 \text{ kPa} \) - Temperatura inicial \( T_1 = 40 \text{ °C} \) 2. **Consulta en las tablas de R134a**: - Buscamos las propiedades del R134a a \( P_1 = 1000 \text{ kPa} \) y \( T_1 = 40 \text{ °C} \). 3. **Estado final**: - La presión final \( P_2 = 200 \text{ kPa} \). - Debemos consultar las tablas de R134a para \( P_2 = 200 \text{ kPa} \). 4. **Determinar el estado del refrigerante**: - A 200 kPa, consultamos la tabla de saturación del R134a. - A esta presión, encontramos que la temperatura de saturación es aproximadamente \( T_{sat} = -10.8 \text{ °C} \). - Dado que el Q está en un proceso reversible y adiabático desde una presión inicial mayor, el refrigerante probablemente esté en estado de vaporización o sobrecalentado. Vamos a usar la entropía para determinarlo mejor. Dado que no podemos determinar el estado exacto sin encontrar el cambio de entropía o propiedades adicionales, se toma como un valor aproximado que **el refrigerante estará a menos de -10.8 °C (en un estado de mezcla o vapor a baja temperatura)**. ### B) Estimar la cantidad de energía intercambiada en forma de trabajo 1. **Trabajo en un proceso adiabático**: El trabajo reversible puede ser calculado mediante la ecuación: \[ W = \Delta h \] Donde \( h \) es la entalpía del refrigerante. Primero, necesitamos los valores de entalpía a ambos estados: - Para \( P_1 = 1 \text{ MPa} \) y \( T_1 = 40 \text{ °C} \), consultamos la tabla: - \( h_1 \approx 247.2 \text{ kJ/kg} \) (esta es una aproximación, dependería de las tablas exactas). - Para \( P_2 = 200 \text{ kPa} \): - Para un vapor saturado, \( h_g \approx 250.7 \text{ kJ/kg} \) y \( h_f \approx -39.9 \text{ kJ/kg} \). Si el refrigerante es un vapor sobrecalentado, usaríamos el valor de entalpía correspondiente. 2. **Trabajo**: Supongamos que el refrigerante es vapor saturado en la fase final: \[ W = h_2 - h_1 = 250.7 - 247.2 \approx 3.5 \text{ kJ/kg} \] ### C) Estimar la cantidad de energía intercambiada en forma de calor Para un proceso adiabático, la energía intercambiada en forma de calor \( Q \) es cero, porque el sistema está aislado térmicamente. Para un proceso reversible sin intercambios de calor: \[ Q = 0 \text{ kJ/kg} \] ### Resumen de Respuestas - A) Temperatura final del refrigerante: \( T_{final} \approx -10.8 \text{ °C} \) - B) Trabajo intercambiado entre el sistema y los alrededores: \( W \approx 3.5 \text{ kJ/kg} \) - C) Energía intercambiada en forma de calor: \( Q = 0 \text{ kJ/kg} \) Recuerda que estos cálculos son aproximados y dependen de las tablas específicas y el estado del refrigerante en cada caso.