Uma bomba/compressor é utilizada para comprimir um fluido que está a 100 kPa e 10^circ C até a pressão de 1 MPa . O processo de compressão ocorre em regime permanente e pode ser modelado como adiabático e reversível. Nestas condições e para as substâncias água e R-134-a, determine a taxa de geração de entropia durante o processo.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos uma bomba que está comprimindo um fluido (água e R-134a) de 100 kPa e 10°C até 1 MPa. O processo acontece de forma adiabática (sem troca de calor) e reversível. Nosso objetivo é descobrir a taxa de geração de entropia durante esse processo. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de termodinâmica, principalmente relacionados à segunda lei e propriedades dos fluidos envolvidos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que significa um processo adiabático e reversível. Em um processo adiabático, não há transferência de calor entre o sistema e o ambiente, ou seja, $ Q = 0 $. Já um processo reversível é ideal, onde não há aumento de entropia no sistema nem no ambiente, o que implica que não há irreversibilidades como atrito ou dissipação de energia.

Passo 3

A segunda lei da termodinâmica nos diz que a variação de entropia de um sistema é igual à entropia transferida menos a entropia gerada:
De
Onde:
  • $ \Delta S $ é a variação de entropia,
  • $ Q $ é o calor transferido,
  • $ T $ é a temperatura,
  • $ \sigma $ é a taxa de geração de entropia.
Como o processo é adiabático ($ Q = 0 Deí \sigma = 0 $), temos:
Q
Isso significa que não há geração de entropia durante o processo. Portanto, tanto para a água quanto para o R-134a, a taxa de geração de entropia é zero.

Resposta

A taxa de geração de entropia durante o processo é zero para ambas as substâncias, água e R-134a.

Exercícios relacionados