Exercício 02: Dois quilogramas de vapor entram em uma turbina a cada segundo a
e 4 MPa e deixam como vapor saturado a 20 kPa , enquanto
de calor deixam a turbina. Considerando que a vizinhança está a
, determine a produção de entropia.
Passo 1
O enunciado descreve uma turbina operando em regime estacionário, com fluxo mássico
. O vapor entra no estado 1 a
e
e sai saturado como vapor seco (estado 2) a
. Há rejeição de calor de
para a vizinhança à
. Queremos a produção de entropia
. O conteúdo usado é o balanço de entropia para volume de controle em regime estacionário.
Passo 2
O balanço de entropia em regime estacionário diz
aqui há apenas um calor rejeitado para a vizinhança (
), à temperatura
.
Passo 3
Reescrevendo e isolando
, com
, obtemos
Passo 4
Agora consultamos tabelas de vapor:
– Estado 1 (superaquecido, ,
):
– Estado 1 (superaquecido,
– Estado 2 (vapor saturado a
):
Passo 5
Calculamos a variação de entropia por kg de vapor e o termo de calor:
Passo 6
Somando os termos, a produção de entropia vale