Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 59
No problema anterior, a água é agitada ao mesmo tempo em que é aquecida. Determine a variação mínima de entropia da fonte de fornecimento de calor, considerando que são realizados 100 kJ de trabalho na água enquanto ela está sendo aquecida.
Passo 1
Entendendo o problema:
O problema é basicamente o mesmo abordado na Questão 58. Uma panela de pressão recebe calor de uma fonte externa, e possui em conjunto um mecanismo de alívio de pressão, o qual permite a saída de massa na forma de vapor. A diferença para a questão anterior é o fato de que a água contida na panela de pressão para por uma agitação devido a aplicação de trabalho. Entretanto a transferência de energia por trabalho não implica nenhuma troca na entropia. Assim, os resultados são idênticos aos obtidos na questão 48. Realizando o balanço de massa:
(1)
E o balanço de entropia para esse sistema é equacionado por:
(2)
Juntando as equações (1) e (2) :
(3)
dividindo por 
integrando a equação (3):
(4)
Passo 2
Coletando dados:
Estado inicial (antes do alívio de pressão):
Consultando a Tabela A-5, para um estado de pressão de 175kPa, os valores correspondentes de entropia e volume específico são:
Estado final (depois do alívio de pressão):
Consultando a Tabela A-5, para um estado de pressão de 150kPa, os valores correspondentes de entropia e volume específico são:
As massas do processo no estado inicial e final são dadas pela razão entre e volume do sistema e os respectivos volumes específicos:
A entropia do gás que sai no alívio de pressão é dada pelo valor tabelado de entropia do vapor d'água a 150 kPa de pressão. O valor de entropia é
Passo 3
Calculando a entropia:
De posse dos valores de entropia e de massa, usamos a equação 3 para calcular a entropia da vizinhança:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)