Exercícios Resolvidos de Entropia

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Enunciado

Ache o valor de s l v para o vapor d’água a 10 MPa para uma mudança de fase que ocorre a pressão constante. Onde s l v é diferença entre a entropia do vapor saturado s v e do líquido saturado s l . Dados da água saturada a 10MPa: h l v =1317,1kJ/kg; T =311,06°C

Passo 1

O próprio problema já nos fornece um dica ao falar que s l v se trata de uma diferença entre entropias. Então vamos lembrar da equação para cálculo da entropia

S 2 - S 1 = ∫ 1 2 δ Q T r e v

Como o problema fala sobre a entropia específica, devemos dividir tudo pela massa. (Lembre-se que quando falamos de uma propriedade específica basta utilizar a letra minúscula).

s 2 - s 1 = 1 m ∫ 1 2 δ Q T r e v

Passo 2

Como não há variação de massa e nem da temperatura, porque é uma mudança de fase a pressão constante. Podemos tirar m e T de dentro da integral

s 2 - s 1 = 1 m T ∫ 1 2 δ Q = 1 m T ⋅ Q 1 - 2

Podemos substituir também o calor e a massa pelo calor pela unidade de massa (minúsculo).

s 2 - s 1 = q 1 - 2 T

Passo 3

Como trata-se de um processo isobárico temos que o calor transferido pela unidade de massa é igual a diferença de entalpia específica.

s 2 - s 1 = h 1 - 2 T

Como o estado 1 é o estado de líquido saturado e 2 de vapor saturado temos

s v - s l = s l v = h l v T = 1317,1 311,06 + 273 = 2,2550 k J k g   K

É importante lembrar que a temperatura deve estar em Kelvin!

Resposta

s l v = 2,2550 k J k g   K

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