Qual o estado da água com
e
. Calcule a entropia.
Passo 1
Então, o enunciado diz: “Temos água à pressão P = 500 kPa e com entalpia específica h = 3128,35 kJ/kg. A gente precisa descobrir a entropia específica s.”
Isso é tema de Termodinâmica, mais especificamente propriedades da água/vapor e uso de tabelas termodinâmicas (tabela de líquido saturado, vapor saturado e vapor superaquecido). Vamos precisar:
Isso é tema de Termodinâmica, mais especificamente propriedades da água/vapor e uso de tabelas termodinâmicas (tabela de líquido saturado, vapor saturado e vapor superaquecido). Vamos precisar:
- Verificar em que região a água está (líquido saturado, mistura, vapor saturado ou vapor superaquecido).
- Usar as tabelas apropriadas para pegar valores de entalpia e entropia.
- Se for preciso, interpolar para achar o valor exato de s.
Passo 2
Primeiro, vamos ver se a água está saturada ou superaquecida. Para isso, na pressão de 500 kPa (= 0,5 MPa) consultamos a tabela de vapor saturado:
- h_f (entalpia do líquido saturado) ≈ 640,09 kJ/kg
- h_g (entalpia do vapor saturado) ≈ 2748,60 kJ/kg
Como nosso h = 3128,35 kJ/kg é muito maior que 2748,60 kJ/kg, concluímos que a água está na região de VAPOR SUPERAQUECIDO (porque passou do vapor saturado).
Passo 3
Na região de vapor superaquecido, temos tabelas que dão h e s em função da pressão e da temperatura do vapor. Podemos então:
a) Escolher duas temperaturas em que a tabela nos dê entalpias próximas de 3128,35 kJ/kg,
b) Ler nestas temperaturas os valores de entalpia (h₁, h₂) e entropia (s₁, s₂),
c) Fazer uma interpolação linear para achar s para h exato = 3128,35.
a) Escolher duas temperaturas em que a tabela nos dê entalpias próximas de 3128,35 kJ/kg,
b) Ler nestas temperaturas os valores de entalpia (h₁, h₂) e entropia (s₁, s₂),
c) Fazer uma interpolação linear para achar s para h exato = 3128,35.
Da tabela de vapor superaquecido a P = 0,5 MPa, pegamos por exemplo:
- A 350 °C: h₁ = 3115,30 kJ/kg e s₁ = 7,254 kJ/(kg·K)
- A 400 °C: h₂ = 3264,90 kJ/kg e s₂ = 7,403 kJ/(kg·K)
Passo 4
Agora, interpolamos s entre esses dois pontos:
Substituindo:
Resposta
A entropia específica da água, nas condições dadas, é aproximadamente