Enunciado

Um arranjo pistão-cilindro cujo volume é de 2,5   p é s 3   é preenchido por 2   l b m de água a 300   p s i a . A água é então aquecida a uma pressão constante até que a temperatura atinja 500 °F. Determine a alteração resultante na entropia total da água.

Passo 1

Nesta questão devemos calcular a variação total da entropia. Vamos lá!?

Inicialmente, calcularemos o volume específico inicial por:

v 1 = V 1 m = 2,5 f t 3 2 l b m = 1,25   f t 3 / l b m

E está entre v f e v g para 300 psia.

Passo 2

Então temos que a qualidade inicial e a entropia são: (use a Tabela A-5E)

x 1 = v 1 - v f v f g = ( 1,25 - 0 , 01890 ) ( 1 , 5435 - 0 , 01890 ) = 0,8075

s 1 = s f + x 1 s f g = 0 , 58818 + 0,8075 0 , 92289 = 1,3334   B t u / l b m ⋅ R

Para o estado final de vapor superaquecido: (use a Tabela A-6E)

T 2 = 500   ° F

P 1 = P 2 = 300   p s i a

s 2 = 1,5706   B t u / l b m ⋅ R

Passo 3

(c) Logo, a variação da entropia total do processo é:

∆ S = m s 2 - s 1 = 2 1,5706 - 1,3334 = 0,4744   B t u / R  

Resposta

∆ S = 0,4744   B t u / R

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