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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 36

36- Calcule a irreversibilidade que ocorre no condensador descrito no P r o b .   9.53 . Admita que a temperatura do ambiente é igual a 17   ° C

Passo 1

Vou partir, adeus!

Vou partir para o problema 9.53 pegar os dados da questão e jogar elas aqui para nós 😎

Nos é dito lá que o condensador é alimentado com 5   k g / s de água num estado inicial de 15   k P a e título de 90   % , aí vapor é jogado dentro do condensador de modo que a água vira líquido saturado a 15   k P a , a temperatura do condensador é de 17   ° C .

Show de bola! Já dá para irmos lá na tabela B . 1 . 2 pegarmos o estado da água que entra no condensador, fazendo isso nós achamos

ν e n t r a d a = 0.001014 × 0.1 + 0.9 × 10.022 = 9.02   m 3 / k g

h e n t r a d a = 225.91 + 0.9 × 2373.1 = 2361.7   k J / m 3

s e n t r a d a = 0.7548 + 0.9 × 7.2536 = 7.28304   k J / k g K

E aí ela sai a líquido saturado na mesma pressão de modo que suas propriedades fiquem:

ν s a í d a = 0.001014   m 3 / k g

h s a í d a = 225.91   k J / k g

s s a í d a = 0.7548   k J / k g K

Passo 2

Beleza, de posse das propriedades temos agora que saber o seria a fórmula que nos dá a irreversibilidade

I e n t r a d a → s a í d a = T 0 S g e r a d o

Onde T 0 é a temperatura ambiente e S g e r a d a é nossa boa e velha entropia gerada, então vamos calcular o calor dentro do condensador sabendo que apenas há troca de calor por forma de entalpia (da água com título de 90 % chegando a líquido saturado com vazão mássica de 5   k g / s ) então:

Q ˙ = m ˙ h s a í d a - h e n t r a d a = 5 225.91 - 2361.7 = - 10.679 × 10 3   k W

Passo 3

Então a entropia gerada será de:

S g e r a d a = m ˙ s s a í d a - s e n t r a d a - Q ˙ T

Onde T é a temperatura do condensador que também é de 17   ° C , logo:

S ˙ g e r a d a = 5 0.7548 - 7.28304 + 10.679 × 10 3 17 + 273 = 4.183   k W / K

Então a irreversibilidade será de:

I = T 0 S g e r a d a = 17 + 273 × 4.183 = 1213.052   k W

E é isso aí, nunca diremos adeus e sim boas-vindas! Muito obrigado pela atenção e até a próxima

Resposta

I ˙ = 1213.052   k W

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