Enunciado

Inicialmente, um balde contém 5   l i t r o s de óleo de motor a 20   ° C e 100   k P a . Num certo momento, um mecânico despeja 2   l i t r o s   de óleo de motor a 100   ° C no balde e promove a mistura dos dois óleos. Determine a temperatura final do processo, desprezando qualquer interação trabalho, e calcule a geração de entropia no processo.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem?

Aqui temos um processo de mistura de fluidos em temperaturas diferentes, e queremos a temperatura final do processo. Para isso podemos modelar a equação de energia:

m 2 T 2 - m A T A - m B T B = 0

Podemos dizer que:

V 2 T 2 = V A T A + V B T B

Calculando, temos que:

5 + 2 T 2 = 5 20 + 2 100

T 2 = 42,86   ° C

Ou:

T 2 = 316   K

Passo 2

Queremos também a variação de entropia associada ao processo. Temos que:

∆ s = m A s 2 - s A + m B s 2 - s B

Podemos aproximar para:

∆ s = ρ V A c v ln ⁡ T 2 T A + ρ V B c v ln ⁡ T 2 T B

Substituindo os valores, temos:

∆ s = 885 5 ⋅ 10 - 3 1,9 ln ⁡ 316 293 + 885 2 ⋅ 10 - 3 1,9 ln ⁡ 316 373

∆ s = 0,0728   k J / k g K

Resposta

T 2 = 316   K

∆ s = 0,0728   k J / k g K

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