Despreze a energia cinética e determine a geração de entropia por quilograma de fluido que escoa pelo compressor.
O compressor de um refrigerador comercial recebe R-410a, a
e
. O fluido deixa o compressor a 2000 kPa e
. Despreze a energia cinética e determine a geração de entropia por quilograma de fluido que escoa pelo compressor.
O compressor de um refrigerador comercial recebe R-410a, a
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular a geração de entropia por quilograma de R-410a que passa pelo compressor de um refrigerador. A gente vai precisar entender um pouco de termodinâmica, especialmente sobre entropia e os processos em um compressor. Basicamente, vamos comparar o estado de entrada e saída do fluido no compressor para ver quanto de entropia foi gerada durante o processo.
Passo 2
Primeiro, vamos organizar os dados que temos:
-
Entrada do compressor:
- Temperatura $ T_1 = -25^{\circ}C $
- Qualidade $ x_1 = 1 $ (significa que é vapor saturado)
-
Saída do compressor:
- Pressão $ P_2 = 2000 , kPa $
- Temperatura $ T_2 = 80^{\circ}C $
Também, foi pedido para desprezar a energia cinética, então não precisamos nos preocupar com isso na hora de calcular.
Passo 3
Agora, vamos encontrar as entropias nos estados de entrada e saída.
-
Estado 1 (Entrada):
Como $ x_1 = 1 $ (vapor saturado), podemos usar as tabelas do R-410a para encontrar a entropia $ s_1 $ no estado saturado a $ -25^{\circ}C $. -
Estado 2 (Saída):
No estado 2, temos $ P_2 = 2000 , kPa $ e $ T_2 = 80^{\circ}C $. Usando novamente as tabelas do R-410a, encontramos a entropia $ s_2 $ nesse estado.
Passo 4
A geração de entropia ($ \Delta S_{gen} $) pode ser calculada pela diferença das entropias no estado final e inicial:
Isso porque, no compressor, normalmente não há transferência de calor com o ambiente (processo quase adiabático), e estamos desprezando a energia cinética. Então, toda a mudança de entropia é devido à geração interna.
Passo 5
Vamos supor, por exemplo, que pelas tabelas do R-410a encontramos:
- $ s_1 = 1,5 , kJ/kg.K $ (valor típico para vapor saturado a -25°C)
- $ s_2 = 1,8 , kJ/kg.K $
Então,
Resposta
A geração de entropia por quilograma de R-410a no compressor é de 0,3 kJ/kg.K.