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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 132

Reconsidere o problema anterior. Determine a geração de entropia em todos os processos que ocorrem no equipamento.

Passo 1

Fala galerinha, hoje iremos fazer aquele leve POW, ligeiro e sorrateiro, nesse problema iramos revistar a questão anterior para pegar os dados, sabemos que a entropia é gerada na válvula, pois o processo de aceleração é irreversível; Para essa questão começaremos a analisar os estados do ciclo do refrigerador e obter os dados através da analise da Tabela B . 4.1 :

Estado (1): P 1 = 201   k P a , h 1 = 239.92   k J / k g , s 1 = 0.9685   k J / k g   K

Estado (3): P 3 = 1200   k P a , h 4 =   h 3 = 81.57   k J / k g , s 3 = 0.9685   k J / k g   K

Estabelecido os dados que serão utilizados, dá uma olhada nas equações que usaremos:

q L = h 1 - h 4 = h 1 - h 3 (1)

m ˙ = Q L ˙ q L (2)

x 4 = h 4 - h f h f g (3)

s 4 = s f + x 4 s f g (4)

s g e m = s 4 - s 3 (5)

S ˙ g e m = m ˙ s g e m (6)

S ˙ g e r a d o   d e n t r o = Q L ˙ 1 T s p e c i m e n - 1 T L (7)

Dito isto, vamos para a questão!

Passo 2

Primeiramente, calcularemos a energia do evaporador e o a taxa do fluxo de massa, respectivamente pelas equações (1) e (2):

q L = h 1 - h 3

q L = 239.92 - 81.57

q L = 158.35   k J / k g

Com isso, conseguiremos calcular o fluxo de massa:

m ˙ = Q L ˙ q L

m ˙ = 0.5 158.35

m ˙ = 0.00316   k g / s

Agora utilizaremos a equação (3):

x 4 = h 4 - h f h f g

x 4 = 81.57 - 16.19 223.73

x 4 = 0.29223

Com isso, podemos calcular o s 4 , por meio da equação (4):

s 4 = s f + x 4 s f g

s 4 = 0.067 + 0.29223 0.9015

s 4 = 0.33045   k J / k g   K

Agora calcularemos o s g e n pela equação (5):

s g e m = 0.33045 - 0.30142

s g e m = 0.02903   k J / k g   K

Com isso, podemos obter a primeira geração de entropia por meio da equação (6):

S ˙ g e m = m ˙ s g e m

S ˙ g e m = 0.00316   x   0.02903

S ˙ g e m = 0.0917   W / K

Também a geração de entropia no processo de transferência do calor da espécie à - 20 ° C para o refrigerante T =   - 25 ° C =   T s a t   ( 201   k P a ) :

S ˙ g e r a d o   d e n t r o = Q L ˙ 1 T s p e c i m e n - 1 T L

S ˙ g e r a d o   d e n t r o = 500 1 248 - 1 253

S ˙ g e r a d o   d e n t r o = 0.04   W / K

QUESTÃO FINALIZADA COM SUCESSO! Fiquem bem e até a próxima!

Resposta

S ˙ g e m = 0.0917   W / K

S ˙ g e r a d o   d e n t r o = 0.04   W / K

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