Um fluxo de 2 kg/s de uma mistura 50% C O 2 e 50% O 2 em massa é aquecida a pressão constante de 400K para 1000K por uma fonte de radiação a 1400K. Ache a taxa de transferência de calor e a entropia gerada no processo.

Passo 1

Como não há trabalho envolvido nesse sistema temos que a transferência de calor será igual a variação da entalpia:

Q ˙ = m ˙ ⋅ Δ h

Expandindo essa equação ficará da forma

Q ˙ = m ˙ ⋅ [ % O 2 ⋅ Δ h O 2 + % C O 2 ⋅ ( Δ h C O 2 ) ]

Q ˙ = 2 ⋅ 0,5 ⋅ 971,67 - 303,76 + 0,5 ⋅ 980,95 - 366,03

Q ˙ = 1282,8   k W

Passo 2

Para a entropia temos que

S ˙ g e r a d a = m ˙ Δ s - Q ˙ T

Expandindo como fizemos com o calor fica da forma

S ˙ g e r a d a = m ˙ ⋅ % O 2 ⋅ Δ s O 2 + % C O 2 ⋅ Δ s C O 2 - Q ˙ T

Substituindo os valores

S ˙ g e r a d a = 2 ⋅ 0,5 ⋅ 6,119 - 5,1196 + 0,5 ⋅ 7,6121 - 6,6838 - 1282,8 1400

S ˙ g e r a d a = 1,01 k W K

Resposta

Q ˙ = 1282,8   k W

S ˙ g e r a d a = 1,01 k W K

Exercícios Resolvidos de Propriedades de misturas e fugacidade

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