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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 26

Considere a água como fluido de trabalho. Determine o valor da entropia específica para cada um dos estados fornecidos e indique a posição desses estados no diagrama T - s .

a. T = 250 ° C ,         v = 0,02   m 3 / k g

b. T = 250 ° C ,         p = 2000   k P a

c. T = - 2 ° C ,         p = 100   k P a

d. T = 2 0 ° C ,           p = 100   k P a

e. T = 2 0 ° C ,         p = 10   M P a

Passo 1

Fala pessoal, beleza?

Para este exercício teremos que utilizar as tabelas da água. Utilizando as condições dadas encontraremos a entropia nas tabelas.

Bora lá?

Passo 2

a) T = 250 ° C ,         v = 0,02   m 3 / k g

Como temos temperatura, vamos utilizar a tabela B . 1.1 :

Como o nosso volume não bate exatamente com a tabela isso significa que temos uma mistura, logo, temos que calcular o título para determinar a entropia.

v = v L + x ∙ v L V

x = v - v L v L V

Utilizando v L = 0,001251   m 3 / k g , v V = 0,05012 m 3 k g ,   substituindo na fórmula:

x = 0,02 - 0,001251 0,05012 - 0,001251 = 0,3836

Aplicando a fórmula da entropia média, temos:

s = s L + x ∙ s L V

Olhando na tabela temos s L = 2,7927 k J k g K , s l v = 3,2809 k J k g K .

s = 2,7927 + 0,3836 ∙ 3,2809

s = 4,051 k J k g K

Passo 3

b)Condições de estado:

T = 250 ° C ,         p = 2000   k P a

Olhando na tabela B . 1.3 , pois, é a tabela que possui exatamente o estado que temos:

Olhando na tabela s = 6,5452   k J k g K .

c)Condições de estado:

T = - 2 ° C ,         p = 100   k P a

Olhando na tabela B . 1.5 , pois, é a tabela que possui os dados para temperaturas negativas:

Olhando na tabela s = - 1,2369   k J k g K .

d)Condições de estado:

T = 20 ° C ,           p = 100   k P a

Olhando na tabela B . 1.1 , pois, é a tabela em função da temperatura:

Olhando na tabela s = 0,2966   k J k g K .

e)Condições de estado:

T = 20 ° C ,           p = 10   M P a

Olhando na tabela B . 1.4 ,:

Olhando na tabela s = 0,29 45   k J k g K .

Passo 4

Desenhando o diagrama T - s e localizando cada item de estado, fica:

Resposta

a) s = 4,05 k J k g   K

b)   s = 6,5452 k J k g   K

c)   s = - 1,2369 k J k g   K

d)   s = 0,2966 k J k g   K

e)   s = 0,2945 k J k g   K

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