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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 63

63- Reconsidere o processo descrito no Exemplo 6.11 . Calcule a entropia gerada, por quilograma de fluido armazenado, nesse processo de enchimento

Passo 1

Fala gente boa e da melhor qualidade! Tudo de boa? Vamos para essa questão, simbora então!

Vamos dar uma olhada nesse Exemplo 6.11 que ele falou aí para sabermos quais os dados da questão, sim temos que lááá no capítulo 6 ver o que eles nos contam

Lá nos é dito que:

Vapor d’água a pressão de 1.4   M P a e 300   ° C escoa no tubo na F i g   6.14 (figura exatamente abaixo do enunciado na página 156 da sexta edição desse livro). Um tanque, inicialmente evacuado, está conectado a esse tubo através de uma ramificação com válvula. Abre-se a válvula e o vapor enche o tanque até que a pressão atinja 1.4   M P a

Nesta condição, a válvula é fechada. O processo é adiabático (informação importante) e as variações de energias cinética e potencial são desprezíveis.

Beleza, aqui queremos a entropia gerada né, que tem fórmula de:

S g e r a d a = m s 2 - s 1 - Q T

Como o processo é adiabático então Q = 0

Então precisamos apenas saber a entropia por k g nos dois estados (não precisamos saber da massa da água também, logo:

s g e r a d a = s 2 - s 1

E essa é a fórmula para a entropia gerada, por quilograma de fluido armazenado

Então vamos caçar essas entropias aí minha compadecida!

Passo 2

Agora como se darão esses estados iniciais e finais aí

Bem no estado 1 o vapor d’água está com o estado

P 1 = 1.4   M P a ; T 1 = 300   ° C

Nesse estado pela tabela B . 1.3 vemos uma entropia de:

s 1 = 6.9533   k J / k g K

Além disso h 1 = 3040.4   k J / k g , esse dado vai ser legal

Show! Aí no estado 2 , temos que todo o vapor é armazenado em um tanque inicialmente com vácuo e fica lá, então todo o calor vindo dessa água é convertido em energia interna, logo no estado 2

u 2 = 3040.4 k J k g ; P = 1.4   M P a

Então pela mesma tabela B . 1.3 conseguimos calcular uma entropia de:

s 2 = 7.3025 + 7.6026 - 7.3025 3121.1 - 2952.5 × 3040.4 - 2952.5 = 7.459   k J / k g K

Logo a entropia por quilograma gerada será de:

s g e r a d a = 7.459 - 6.9533 = 0.506   k J / k g K

E é isso que queremos pessoal, até a próxima

Resposta

s g e r a d a = 0.506   k J / k g K

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