Um gás escoa através de um volume de controle com uma entrada e uma saída operando em regime permanente. Ocorre transferência de calor a uma taxa somente em posições da fronteira em que a temperatura é . Para cada um dos casos a seguir, determine se a entropia específica do gás na saída é superior, igual ou inferior à entropia específica do gás na entrada:
a) sem irreversibilidades internas, .
b) sem irreversibilidades internas, .
c) sem irreversibilidades internas, .
d) irreversibilidades internas, .
Passo 1
Começamos o nosso problema pela equação de entropia de estado estacionário.
Uma vez que a transferência de calor ocorre apenas em e há apenas uma única entrada e uma única saída, o equilíbrio da taxa de entropia fica:
Rearranjando a equação de variação da entropia específica da entrada para a saída:
Passo 2
Letra a)
Sem irreversibilidades internas:
Substituindo na equação do Passo 1:
Passo 3
Letra b)
Sem irreversibilidades internas:
Substituindo na equação do Passo 1:
Passo 4
Letra c)
Sem irreversibilidades internas
Substituindo na equação do Passo 1:
Passo 5
Letra d)
Com irreversibilidades internas:
Substituindo na equação do Passo 1: