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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 70

70- Um conjunto cilindro-pistão contém 1   k g de água a 150   k P a e 20   ° C . Uma força externa atua sobre o pistão de modo que a pressão varia linearmente com o volume interno do conjunto.

Calor é transferido de um reservatório térmico, que apresenta temperatura igual a 600   ° C , até que a água atinja o estado onde a temperatura e a pressão são iguais a 500   ° C e 1   M P a .

Determine a transferência de calor e a variação total de entropia deste processo.

Passo 1

Tá com dúvida? Toca a bola pra mim que eu toco açucarada para você fazer o gol e ir comemorar! Só vem

Vamos ver o estado inicial dessa água aí

m = 1   k g ; T 1 = 20 ° C ; P 1 = 150   k P a

Como a temperatura é muito baixa para influenciar a vaporização dessa água então as características da água será:

ν = 0.001002   m 3 / k g

u = 83.94   k J / k g

h = 83.94 k J / k g

s = 0.2966   k K / k g K

Passo 2

Agora para o estado final dessa água:

T 2 = 500   ° C ; P 2 = 1   M P a

Onde a fonte de calor é de 600   ° C e ela vai ser importante para o cálculo da entropia.

Com essa característica podemos ir correndo para a tabela B . 1.3 vemos:

ν = 0.35411   m 3 / k g

u = 3124.3   k J / k g

h = 3478.4   k J / k g

s = 7.7621   k J / k g K

E agora amigos e amigas, temos a faca e o queijo na mão, driblamos o zagueiro, fizemos a triangulação e meu amigo vou te botar na cara do gol

Passo 3

O calor transferido para a água vai ser dada por:

Q = m h 2 - h 1 = 1 × 3478.4 - 83.94 = 3394.46   k J

E agora a variação de entropia (ou entropia gerada) será de:

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

Então:

S g e r a d a = 1 7.7621 - 0.2966 - 3394.46 600 + 273 = 3.577   k J / K

E é goooolllll!! Não vou ser clubista, mentira vou ser sim

Que você faça gols tão maravilhosos como esse na sua carreira profissional

Resposta

Q = 3394.46   k J

S g e r a d o = 3.577   k J / K

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