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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 29

Refrigerante- 134 a entra nas serpentinas do evaporador de um sistema de refrigeração como uma mistura saturada de líquido e vapor à pressão de 160 kPa. O refrigerante remove 180 kJ de calor do espaço resfriado, o qual é mantido a – 5 °C, e deixa o evaporador como vapor saturado à mesma pressão. Determine (a) a variação da entropia do refrigerante, (b) a variação da entropia do espaço refrigerado e (c) a variação total de entropia nesse processo.

Passo 1

Nesta questão devemos calcular a variação da entropia do refrigerante, a variação da entropia do espaço refrigerado e a variação total da entropia para este processo. Vamos lá!?

Temos que:

1. Tanto o refrigerante quanto o espaço refrigerado não envolvem irreversibilidades internas, como atrito.

2. Qualquer mudança de temperatura ocorre dentro da parede do tubo e, portanto, o refrigerante e o espaço de refrigeração permanecem isotérmicos durante esse processo. Portanto, é um processo isotérmico, reversível internamente.

Então, temos que:

(a) Como a pressão do refrigerante é mantida constante, a temperatura do refrigerante também permanece constante no valor de saturação. logo:

T = T s a t 160 k P a = - 15,6   ° C = 257,4   K

Então temos que o valor da variação da entropia do refrigerante é:

∆ S r e f r i g e r a n t e = Q r e f r i g e r a n t e T r e f r i g e r a n t e = 180 257,4 = 0,699   k J / K

Passo 2

(b) Variação da entropia espaço refrigerado:

∆ S e s p a ç o = - Q e s p a ç o T e s p a ç o = - 180 268 = - 0 , 672   k J / K

Passo 3

(c) Logo, a variação da entropia total do processo é:

∆ S t o t a l = ∆ S r e f r i g e r a n t e + ∆ S e s p a ç o = 0 , 699 - 0 , 6 7 2 = 0 , 027   k J / K

Resposta

(a)   0,699   k J / K

(b)   - 0,672   k J / K

(c)   0,027   k J / K

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