Água contida em um tanque rígido e fechado, inicialmente a 100   l b f / i n 2   ( 689,5   k P a ) e 800 ° F   426,7 ° C , é resfriada até um estado final em que a pressão é 20   l b f / i n 2   ( 137,9   k P a ) . Determine a variação da entropia específica do refrigerante, em B t u / l b ° R .

Passo 1

E aí, tudo bem?

Vem comigo que vamos resolver mais uma questão juntos!

Começamos o nosso problema indo até a tabela de propriedades do vapor d’água superaquecido, a p 1 = 100   l b f / i n 2   ( 689,5   k P a ) e T 1 = 800 ° F   426,7 ° C , obter os seguintes dados:

v 1 = 7,445   f t 3 / l b

s 1 = 1,845   B t u / l b ⋅ ° R

Agora, pela tabela de propriedades da água saturada, a p 2 = 20   l b f / i n 2   ( 137,9   k P a ) , temos:

v f 2 = 0,01683   f t 3 / l b

v g 2 = 20,09   f t 3 / l b

s f 2 = 0,3358   B t u / l b ⋅ ° R

s f g 2 = 1,3962   B t u / l n ⋅ / R

Como estamos trabalhando com um tanque rígido fechado, o volume é constante, assim:

v 2 = v 1 = 7,445   f t 3 / l b

Agora, vamos aos cálculos!

Passo 2

Calculando o volume específico no estado 2:

v 2 = v f 2 + x 2 v g 2 - v f 2

Substituindo os dados:

7,445 = 0,01683 + x 2 ⋅ 20,09 - 0,01683

x 2 = 0,37

Calculando a entropia específica no estado 2:

s 2 = s f 2 + x 2 s f g

Substitua os dados:

s 2 = 0,3358 + 0,37 ⋅ 1,3962

s 2 = 0,852   B t u / l b ⋅ / R

Passo 3

Por fim, calculando a mudança na entropia específica do sistema fechado:

∆ s = s 2 - s 1

Substituindo os dados:

∆ s = 0,852 - 1,845

∆ s = - 0,993   B t u / l b ⋅ ° R

Assim a gente finaliza a nossa questão!

Até a próxima!

Resposta

∆ s = - 0,993   B t u / l b ⋅ ° R

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