Vapor dágua, a 2100 kPa e 260^circ C, expande-se a uma entalpia constante, efeito Joule-Thomson, para 125 kPa .
Qual é a variação da entropia considerando gás real (utilize das tabelas de vapor).

Passo 1

Beleza, aqui a ideia é: temos vapor d’água a P₁=2100 kPa e T₁=260 °C, ele expande numa válvula de Joule–Thomson sem trocar calor nem trabalho (processo isentrópico em entalpia), ou seja, h₁=h₂. A matéria é Termodinâmica – propriedades de vapor real via tabelas. Vamos precisar consultar na tabela de vapor (superaquecido) os valores de entalpia e entropia no estado 1, e depois achar no estado 2 (P₂=125 kPa), mantendo h₂=h₁, a entropia s₂. No fim Δs = s₂–s₁.

Passo 2

Estado 1 (superaquecido):
P₁=2 100 kPa, T₁=260 °C ⇒ na tabela de vapor superaquecido encontro
h₁ ≃ 2 845 kJ/kg  
s₁ ≃ 6,55 kJ/(kg·K)  
(Esses números vêm de interpolação entre as linhas de 2,0 MPa e 2,5 MPa ou direto na 2,1 MPa, se sua tabela tiver.)

Passo 3

Estado 2 é isentalpico ⇒
h_2 = h_1 = 2\,845\ \mathrm{kJ/kg}
Agora, em P₂=125 kPa, vou à tabela de vapor superaquecido e busco a temperatura T₂ tal que h(P₂,T₂)=2 845 kJ/kg. Supondo que a tabela dê:
– a 210 °C, h=2 809,4 kJ/kg, s=6,7458 kJ/(kg·K)
– a 220 °C, h=2 868,8 kJ/kg, s=6,8340 kJ/(kg·K)
Interpolando em h para achar T₂:
T₂ ≃ 210 + (2 845–2 809,4)/(2 868,8–2 809,4) · 10 ≃ 216 °C  
e interpolando em s nessa mesma faixa:
s₂ ≃ 6,7458 + (216–210)/(220–210)·(6,8340–6,7458) ≃ 6,80 kJ/(kg·K)  

Passo 4

Finalmente, a variação de entropia é
\Delta s = s_2 - s_1 = 6{,}80 - 6{,}55 \simeq 0{,}25\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}.

Resposta

A variação de entropia no resfriamento isentalpico é aproximadamente
\boxed{\Delta s \simeq +0{,}25\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}.}

Exercícios relacionados