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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 10

Determine a taxa de aumento de entropia do processo descrito no Prob. 12.9.

Passo 1

Oi, tudo bem? Vou te ajudar com essa questão!

Queremos a variação de entropia para o exercício anterior.

Da equação da energia, temos que:

m ˙ h 1 = m ˙ h 2

Aplicando ao exercício, temos que:

m ˙ h 1 A r + m ˙ h 1 C O 2 = m ˙ h 2 A r + m ˙ h 2 C O 2

Por ser um processo adiabático, além de não ocorrer troca de calor, a pressão será constante. Portanto:

p 1 = p 2 = 150   k P a

Logo:

m ˙ C P T 1 A r + m ˙ C P T 1 C O 2 = m ˙ C P T 2 A r + m ˙ C P T 2 C O 2

m ˙ C P T 1 A r + m ˙ C P T 1 C O 2 = m ˙ C P A r + m ˙ C P C O 2 T 2

Resolvendo, temos que:

1 ⋅ 0,52 ⋅ 300 + 1 ⋅ 0,842 ⋅ 1600 = 1 ⋅ 0,52 + 1 ⋅ 0,842 T 2

T 2 = 1103,671   K

Passo 2

Para encontrar a variação de entropia, temos a seguinte equação:

∆ S = m ˙ A r s 2 - s A r + m ˙ C O 2 s 2 - s C O 2

Como a pressão permanece constante, podemos modelar para:

∆ S = m ˙ A r C p log ⁡ T 2 T A r - R A r log ⁡ y A r + m ˙ C O 2 C p log ⁡ T 2 T C O 2 - R C O 2 log ⁡ y C O 2

Substituindo os dados, temos que:

∆ S = 0,52 log ⁡ 1103,67 300 - 0,2081 log ⁡ 0,5242 + 0,842 log ⁡ 1103,67 1600 - 0,1889 log ⁡ 0,4758

∆ S = 0,63946   k W / K

Resposta

∆ S = 0,63946   k W / K

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