Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 85
Considere uma família com quatro pessoas. Cada uma delas toma um banho de todas as manhãs. A vazão média do chuveiro é de . A água da rede a é aquecida até em um aquecedor de água elétrico e temperada a com água fria na conexão em T antes de ser direcionada ao chuveiro. Determine a quantidade de exergia destruída anualmente por essa família resultante dos banhos diários. Considere .
Passo 1
Vamos lá, estudantes! Cada membro de uma família de quatro pessoas toma um duche todos os dias. A quantidade de esforço destruída por esta família por ano é para ser determinada. A densidade e o calor específico da água estão à temperatura ambiente são e. Analisando, O caudal de massa de água no chuveiro é de
O balanço de massa para a câmara de mistura pode ser expresso na forma de taxa como
Onde o subscrito 1 denota o fluxo de água fria, 2 o fluxo de água quente, e 3 a mistura.
Passo 2
A taxa de geração de entropia durante este processo pode ser determinada aplicando a forma de taxa do balanço de entropia em um sistema que inclui o aquecedor elétrico de água e a câmara de mistura (o T-elbow). Observando que não há transferência de entropia associada à transferência de trabalho (eletricidade) e não há transferência de calor, o balanço de entropia para este sistema de fluxo constante pode ser expresso como:
Passo 3
Observando a partir do balanço de massa que e desde que a água quente entra no sistema à mesma temperatura que a água fria, a taxa de geração de entropia é determinada como
Observando que 4 pessoas tomam um banho de 6 minutos por dia, a quantidade de entropia gerada por ano é
A exergia destruída durante um processo pode ser determinada a partir de um balanço de exergia ou diretamente a partir de sua definição ,
