Enunciado

Um fabricante afirma que uma turbina adiabática pode ser alimentada com gás a 1013,25   k P a e 1204 ° C e, na saída, a pressão do gás ser a pressão atmosférica e a temperatura ser de 454 ° C . Trace o processo em um diagrama T s , e prove se a afirmativa do fabricante é verdadeira. Considere que o gás tenha as mesmas propriedades do ar.

Passo 1

Bom para saber se há afirmação do vendedor é verdadeira vamos começar pela equação:

Δ s = C p * l n T 2 T 1 - R * l n P 2 P 1

Os dados que temos do exercício são:

P 1 = 10   a t m   → P 1 = 146,959   p s i P 2 = 1   a t m → P 2 = 14,696     p s i

T 1 = 2200 + 460 → T 1 = 2660   R T 2 = 850 + 460 → T 2 = 1310   R

c P = 0,2399   B T U / l b * R R g á s = 0,0685   B T U / l b * R

Passo 2

Substituindo na nossa equação teremos o seguinte:

Δ s = C p * l n T 2 T 1 - R * l n P 2 P 1

Δ s = 0,2399 * l n 1310 2660 - 0,0685 * l n 14,696 146,959

Δ s = - 0,0121   B T U / l b * R

Show! Encontramos a variação da entropia e através dela podemos concluir que:

De acordo com a segunda lei da termodinâmica, um processo adiabático é aquele que Δ s ≥ 0 , e no nosso caso Δ s < 0 , então esse processo não é possível!

Passo 3

Traçando o gráfico T S , temos:

Resposta

Δ s = - 0,0121   B T U / l b * R

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