Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 158
Um arranjo pistão-cilindro sem atrito inicialmente sem atrito contém água líquida saturada a uma pressão de 40 psia quando transfere-se 600 Btu de calor para a água a partir de uma fonte a 1000 °F; em seguida, uma parte do líquido se vaporiza a uma pressão constante. Determine a entropia total gerada durante esse processo, em Btu/R.
Passo 1
Vamos definir que nosso sistema é o cilindro e assumir que não há perda de calor da água para a vizinhança durante o processo. Como parte do líquido torna-se vapor, a água está no estado de mistura líquido vapor, e assim a temperatura mantém-se constante. Logo,
O balanço de entropia para o sistema pode ser expresso por:
Como não há irreversibilidades envolvidas no processo, , e assim:
Passo 2
Para a água, mesmo o processo sendo isotérmico, há uma transferência de calor envolvida, e então, há uma variação de entropia envolvida nesse processo, dada por:
A fonte de calor também há variação de entropia:
Passo 3
Substituindo os valores na equação de balanço de entropia, temos: