Exercícios de Entropia - Lista de Exercícios Resolvida

Um conjunto cilindro-pistão contém amônia que inicialmente está a 50°C e 1 MPa. A amônia é, então, expandida num processo adiabático reversível até que a pressão atinja 100 kPa. Determine o trabalho realizado e o calor transferido neste processo.

Consideremos um cilindro provido de êmbolo, contendo vapor saturado de R-134a a -5°C. O vapor é comprimido, segundo um processo adiabático reversível, até a pressão de 1,0MPa. Determine o trabalho específico neste processo. Dados do vapor saturado a -5°C: ; ; Dados a pressão de 1,0MPa: ; ; .

Um copo d’água, com 200 gramas de água líquida, é aquecido da temperatura de 20°C até a temperatura de 80°C por meio de uma fonte de calor que se encontra a 600K. Sabendo que a entropia da água a 20°C era de e ao final do aquecimento a entropia era de . Calcule a irreversibilidade deste processo, ou seja, a quantidade de entropia gerada. Dado:

Explique porque muitas vezes as pessoas falam que a entropia só tende a aumentar. Isso é sempre verdade?

Ache o valor de para o vapor d’água a 10 MPa para uma mudança de fase que ocorre a pressão constante. Onde é diferença entre a entropia do vapor saturado e do líquido saturado . Dados da água saturada a 10MPa: =1317,1kJ/kg; =311,06°C

Suponha que 1kg de vapor d’água saturada a 100°C seja condensado, obtendo-se líquido saturado 100°C num processo de pressão constante, através da transferência de calor para o ar ambiente que está a 25°C. Qual é o aumento líquido de entropia para o conjunto sistema e meio?

Considere um motor térmico de Carnot que utiliza água como fluido de trabalho. A temperatura do reservatório térmico onde se transfere é de 250°C. Neste processo de transferência de calor, a água se transforma de líquido saturado para vapor saturado. Sabendo que a pressão na água é igual a 100 kPa no processo de rejeição de calor, determine , a eficiência do ciclo, os calores transferidos no ciclo e a entropia da água no início da rejeição de calor para a fonte fria.

Calcule o trabalho, por quilograma, para bombear água isoentropicamente de 100 kPa e 30°C até 5 MPa, sabendo que o volume específico nessas condições é igual a 0,0001004 m³/kg.

Os equipamentos como, bombas e turbinas, são equipamentos que funcionam através de ciclos isentrópicos. Contudo, em sistemas reais é muito difícil haver de fato processos isentrópicos. Com este conceito em mente o termo eficiência isentrópica é aplicado a tais processos reais e definido como:

Com isso em mente, responda.

a) Qual a eficiência isentrópica de uma turbina ideal?

b) Um fluido possui entalpia igual a na entrada de um turbina e na saída. Sabendo que essa turbina, trabalhando num processo isentrópico, gera um trabalho específico de . Calcule a eficiência isentrópica da turbina no processo irreversível.

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.