Vapor d’água a e entra em uma turbina isolada operando em regime permanente e sai a e . Afirma-se que o trabalho produzido por de vapor escoando é (a) , (b) . Alguma das afirmativas está correta? Explique.
Passo 1
E aí, bora resolver essa questão comigo?
Então vamos lá!
Letra a)
Quando o trabalho produzido é .
Começamos o nosso problema considerando a turbina como o nosso sistema e desprezando os efeitos da transferência de calor e da energia potencial.
Escrevendo a equação para a variação de entropia do sistema:
O sistema é adiabático, portanto, a taxa de transferência de calor é zero. Assim:
Passo 2
Obtendo as propriedades do vapor d’água superaquecido do estado 1 a e :
Escrevendo um balanço de energia em estado estacionário para a turbina:
Substituindo os dados:
Passo 3
Obtendo a entropia do vapor d’água a e :
Calculando a variação da entropia do sistema:
Desse modo:
Como, o processo é viável. Portanto, a afirmação está correta.
Passo 4
Letra b)
Quando o trabalho produzido é .
Substituindo os dados no balanço de energia:
Obtendo a entropia do vapor d’água a e :
Calculando a variação da entropia do sistema:
Desse modo:
Como, o processo é inviável. Portanto, a afirmação está incorreta.