Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 59
59- O aquecedor mostrado na opera a radiação e é alimentado, em regime permanente, com de uma mistura de dióxido de carbono e oxigênio.
As temperaturas da mistura nas seções de alimentação e descarga do aquecedor são iguais a e . A temperatura da fonte de radiação é e a fração em massa de dióxido de carbono na mistura é .
Sabendo que a pressão na seção de descarga do aquecedor é muito próxima daquela na seção de alimentação, determine a taxa de transferência de calor para a mistura e a geração de entropia nesse processo.
Passo 1
Muito bom, meus alunos vemos aqui uma questão de aquecedor onde temos um gás que entra por um lado, sofre um aquecimento no meio e depois sai do mesmo com suas propriedades alteradas. O calor para esse tipo de sistema já foi visto em outros capítulos e é dado por:
Com o gás todo entra a e sai a , então pela tabela nós temos as seguintes propriedades pro oxigênio e pro dióxido de carbono
E como o aumento de calor no oxigênio representa do calor total, asso, como no dióxido de carbono, então podemos fazer
Pois não temos como fazer a transferência de calor na massa toda e sim em partes dela, logo a soma da variação proporcional de calor nas substâncias nos dá o calor total
Passo 2
Agora o próximo passo da questão é calcular a geração de entropia no processo que cuja a fórmula é de:
Onde a temperatura da fonte é de e vamos fazer a mesma coisa que fizemos com a entalpia para calcular a entropia gerada por cada substância
Mas note que temos a entropia padrão, mas não tem problema pois
Mas como a pressão na descarga é a mesma que na saída então:
O que nos dá:
Pois se lembra, mesma idéia a soma das entropias proporcionais em cada substância nos dá a entropia total.
E assim é que é feita essa questão, muito obrigado a você que leu, se mantenha interessado e até a próxima pessoal!
