Uma turbina é alimentada com vapor d’água que possui entalpia de igual a 3051,2 kJ/kg. Sabendo que se a transformação fosse isentrópica o vapor sairia da turbina com entalpia igual a 2309,3 kJ/kg, qual será a eficiência isentrópica desta turbina? Considerando que o trabalho produzido pela turbina foi determinado, obtendo-se o valor de 600 kJ/kg de vapor que escoa na turbina. Dica: A eficiência isentrópica de uma turbina é a relação entre o trabalho real realizado pelo trabalho que seria realizado num processo isentrópico de fato.
Passo 1
Como a própria dica do problema já nos forneceu temos que a eficiência isentrópica da turbina é uma relação entre o trabalho real e o trabalho ideal.
Com isso, vamos dizer que o trabalho real seja dado por e o trabalho ideal por , logo a eficiência isentrópica será dada por
O problema já nos forneceu o trabalho real . Portanto, precisamos calcular apenas o .
Passo 2
Para calcular o trabalho que seria realizado num processo isentrópico vamos supor que o processo é de fato isentrópico. Sendo assim não há variação de entropia e nem calor sendo trocado (porque uma transformação isentrópica é uma transformação adiabática reversível) e pela primeira lei da termodinâmica temos que:
Como a entalpia de entrada e de saída foram fornecidas o trabalho ideal é igual a diferença entre ela
Passo 3
Agora basta substituir na equação da eficiência isentrópica