Qual o estado da água com P=500 kPa e h=3128,35 kj / kg. 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:
  1. Verificar em que região a água está (líquido saturado, mistura, vapor saturado ou vapor superaquecido).
  2. Usar as tabelas apropriadas para pegar valores de entalpia e entropia.
  3. 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.
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:
s approx s1 + (s2 - s1),h - h1h2 - h1
Substituindo:
s approx 7,254 + (7,403 - 7,254),3128,35 - 3115,303264,90 - 3115,30
s approx 7,254 + 0,149 times 13,05149,60 approx 7,254 + 0,013 approx 7,267;kJ/(kg·K)

Resposta

A entropia específica da água, nas condições dadas, é aproximadamente
boxeds approx 7,27;kJ·kg^-1·K^-1

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