Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 132
132 Um conjunto cilindro – pistão – mola linear contém 3 kg de água a 500 kPa e 600 °C. O pistão apresenta área da seção transversal igual a 0,1 m2 e a constante de mola é igual a 10 kN/m. O sistema é resfriado em consequência da transferência de calor para o meio que está a 20°C, até que a temperatura interna atinja a do meio. Calcule a variação total de entropia deste processo (variação de entropia do conjunto formado pelo sistema e o meio).
Passo 1
Nessa questão vamos precisar lembrar:
E a força da mola:
E juntando as duas:
E vamos usar a equação da energia:
E pra calcular o trabalho:
Passo 2
Para o estado 1 temos vapor superaquecido, então olhando na tabela B.1.3:
- volume específico:
- energia interna específica:
-entropia específica:
Passo 3
No estado 2 vamos considerar que são duas fases. Então
Então:
Calculando o título:
Calculando a energia interna específica:
Calculando a entropia específica:
Passo 4
Calculando o trabalho:
E usando a equação da energia:
E a equação da entropia: (com )