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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 100

Calcule a irreversibilidade para o condensador no Problema 9.30, considerando uma temperatura ambiente de 17   ° C .

Passo 1

Fala, galera! Vamos resolver essa questão.

Galera, antes de tudo, vamos voltar lá no problema 9.30 e pegar os dados que nós vamos precisar para resolver a questão.

Nos é dito lá que o condensador é alimentado com 5   k g / s de água num estado inicial de 15   k P a e título de 90 % , aí vapor é jogado dentro do condensador de modo que a água vire líquido saturado, e a temperatura do condensador é de 17   ° C .

Já dá pra irmos lá na Tabela B.1.2 e pegarmos o estado da água que entra no condensador:

v e n t r a d a = 0,001014 ∙ 0,1 + 0,9 ∙ 10,022 = 9,02   m 3 / s

h e n t r a d a = 225,91 + 0,9 ∙ 2373,1 = 2361,7   k J / m 3

s e n t r a d a = 0,7548 + 0,9 ∙ 7,2536 = 7,28304   k J / k g K

E ela saí a líquido saturado na mesma pressão, de modo que suas propriedades ficam:

v s a í d a = 0,001014   m 3 / k g

h s a í d a = 225,91   k J / k g

s s a í d a = 0,7548   k J / k g K

Passo 2

Beleza, de posse dessas propriedades, vamos usar a fórmula da irreversibilidade:

I e n t r a d a → s a í d a = T 0 S g e r a d o

Onde T 0 é a temperatura ambiente e S g e r a d a é a nossa entropia gerada, então vamos calcular o calor dentro do condensador sabendo que apenas há troca de calor por entalpia, então:

Q ˙ = m ˙ ( h s a í d a - h e n t r a d a )

Q ˙ = 5 ∙ 225,91 - 2361,7

Q ˙ = - 10,679 ∙ 10 3   k W

Passo 3

Então a entropia gerada será de:

S g e r a d a = m ˙ s s a í d a - s e n t r a d a - Q ˙ T

Substituindo os valores:

S g e r a d a = 5 ∙ 0,7548 - 7,28304 - ( - 10,679 ∙ 10 3 ) 17 + 273

S g e r a d a = 4,183   k W / K

Então, a irreversibilidade será de:

I e n t r a d a → s a í d a = T 0 S g e r a d a

I e n t r a d a → s a í d a = 17 + 273 ∙ 4,183

I e n t r a d a → s a í d a = 1213,052   k W

E concluímos o exercício! 😉

Resposta

I e n t r a d a → s a í d a = 1213,052   k W

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