Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 75

Um refrigerador, usando R-134a, está localizado em uma sala a 20   ° C . Considere que o ciclo é ideal, mas o compressor não é adiabático nem reversível. Vapor saturado a - 20   ° C entra no compressor, e o R-134a sai do compressor a 5 0   ° C . A temperatura no condensador é de 4 0   ° C . A vazão mássica de refrigerante no ciclo é de 0,2   k g / s , e o coeficiente de performance medido é de 2,3 . Determine a potência de entrada no compressor e a taxa de geração de entropia no processo de compressão.

Passo 1

Fala, galera! Vamos resolver essa questão.

Vamos começar dando uma olhadinha no diagrama do ciclo para analisar cada parte da máquina:

Temos que T c o n d = 40   ° C , T 2 = 50   ° C e

T e v a p = T 1 = - 20   ° C .

Utilizando essa informação, obtemos na tabela B.5:

P 2 = P 3 = P s a t 40 ° C = 1017   k P a

h 4 = h 3 = 256,54   k J / k g

s 2 ≈ 1,7472   k J / k g K

h 1 = 386,08   k J / k g

Agora vamos às equações!

Passo 2

Na parte do compressor, vamos obter o trabalho específico:

w c = q L β  

w c = h 1 - h 4 β

w c = 386,08 - 256,54 2,3

w c = 56,32   k J / k g

Agora vamos calcular a potência necessária para acionar o compressor:

W ˙ c = m ˙ w c  

W ˙ c = 0,2 ∙ 56,32

W ˙ c = 11,26   k W

Feito isso, vamos para a taxa de geração de entropia.

Passo 3

Começaremos pela equação que representa a entalpia do ciclo de refrigeração no compressor:

h 1 + w c + q = h 2

q i n = h 2 - h 1 - w c

q i n = 430,87 - 386,08 - 56,32

q i n = - 11,53   k J / k g

Com o valor da taxa de transferência de calor, podemos escrever a equação de entropia:

s 1 + ∫ d Q T + s g e n = s 2

s g e n = s 2 - s 1 - q T 0

s g e n = 1,7472 - 1,7395 + 11,53 293,15

s g e n = 0,047   k J / k g K

Multiplicando pela vazão mássica, obtemos a taxa geração de entropia:

S ˙ g e n = m ˙ s g e n

S ˙ g e n = 0,2 ∙ 0,047

S ˙ g e n = 0,0094   k W / K

Prontinho! Até a próxima, galera!

Resposta

W ˙ c = 11,26   k W

S ˙ g e n = 0,0094   k W / K

Exercícios de Livros Relacionados

Uma máquina térmica opera com uma fonte a 1.280 K e um sumidouro a 290 K. Qual é o máximo trabalho por unidade de calor que a máquina pode remover da fonte?
Um sistema de refrigeração usa um condensador resfriado a água para rejeitar o calor. O sistema absorve calor de um espaço a 25 °F a uma taxa de 24.000 Btu/h. A água entra no condensador a 58 °F a uma
Considere um ciclo de máquina térmica de Carnot executado em um sistema fechado, utilizando 0,01 kg de refrigerante- 134a como fluido de trabalho. O ciclo tem uma eficiência de 15%, e o refrigerante-1
Um método promissor de geração de energia envolve a coleta e o armazenamento de energia solar em um lago artificial com poucos metros de profundidade, denominado lago solar. A energia solar e absorvid
Deduza uma expressão para o COP de um refrigerador completamente reversível considerando as temperaturas dos reservatórios de energia térmica ( T LeT H ).