Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 159
Ar modelado como um gás ideal entra em um volume de controle com uma entrada e uma saída operando em regime permanente a 100 lbf/ (689,5 kPa), 900°R (226,8°C), e é expandido até 25 lbf/ (172, kPa). Os efeitos das energias cinética e potencial podem ser desprezados. Determine a taxa de geração de entropia, em Btu/°R por lb de ar em escoamento,
- Para um volume de controle incluindo uma turbina com 89,1% de eficiência isentrópica.
- Para um volume de controle incluindo uma válvula de estrangulamento.
Passo 1
Simbora família!
A taxa de produção de entropia será dada por:
Para uma turbina isentrópica temos
Na tabela de propriedades de gás, teremos:
Encontrando a pressão relativa em 2,
Com ela, vamos na tabela e por interpolação, encontraremos,
Substituindo para encontrar
Agora, com isso, nas tabelas de ar conseguimos encontrar
Assim, a entropia gerada, tendo
Passo 2
Agora tendo uma válvula de estrangulamento, teremos que , assim, a expressão de entropia gerada se reduz a:
Substituindo,
Resposta
- 0,01234 Btu/lb°R
- 0,095 Btu/lb°R