Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 120
A fim de resfriar de água a em um tanque isolado, uma pessoa despeja de gelo a dentro da água. Determine (a) a temperatura final de equilíbrio no tanque e (b) a exergia destruída durante esse processo. A temperatura de fusão e o calor de fusão do gelo à pressão atmosférica são de e respectivamente. Considere .
Passo 1
Vamos lá, estudantes! Uma tonelada () de água deve ser arrefecida num tanque despejando gelo no mesmo. A temperatura de equilíbrio final no tanque e a destruição por esforço devem ser determinadas. (a) Tomamos o gelo e a água como o sistema, e desconsideramos qualquer transferência de calor entre o sistema e o ambiente. Então o balanço energético para este processo pode ser escrito como
Substituindo,
Isso nos da,
que é a temperatura de equilíbrio final no tanque.
Passo 2
(b) Tomamos o gelo e a água como nosso sistema, que é um sistema fechado. Considerando que o tanque está bem isolado e, portanto, não há transferência de calor, o balanço de entropia para este sistema fechado pode ser expresso como,
Onde,
Passo 3
Logo,
A exergia destruída durante um processo pode ser determinada a partir de um equilíbrio de exergia ou directamente a partir da sua definição,
