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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 32

Um trocador de calor, instalado após um compressor, recebe 0,1   k g / s de ar a 1000   k P a e 500   K e resfria esse ar até 320   K em um processo a pressão constante. O calor é recebido pelo ar ambiente a 300   K . Determine a taxa total de geração de entropia.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Recebemos os seguintes dados, fornecidos pelo enunciado, para o trocador de calor:

T 1 = 500   K

P 1 = 1000   k P a

T 2 = 320   K

P 2 = 1000   k P a

m ' = 0,1 k g s

T a m b = 300   K

Com isso, já podemos resolver o problema!

Passo 2

Da tabela de propriedades A.5. podemos encontrar o calor específico do ar:

C p = 1,004 k J k g   K

E com isso, a transferência de calor é igual a

Q = m ' ∙ C p ∙ T 2 - T 1

Fazendo a substituição, nós temos que

Q = 0,1 ∙ 1,004 ∙ 320 - 500 = - 18   k W

Calculando a geração de entropia:

Δ S = m ' ∙ C p ∙ ln ⁡ T 2 T 1 - Q T a m b

Novamente, fazendo o processo de substituir os termos

Δ S = 0,1 ∙ 1,004 ∙ ln ⁡ 320 500 + 18 300 = 0,0152 k W K

Resposta

Δ S = 0,0152 k W K

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