Monóxido de carbono entra em um bocal operando em regime permanente a e . Na saída do bocal, as condições são e , respectivamente. O monóxido de carbono pode ser modelado como um gás ideal.
a) Para um volume de controle envolvendo somente o bocal, determine a quantidade de calor trocado, em , e a variação da entropia específica, em , ambos por de monóxido de carbono escoando através do bocal. Que informação adicional seria necessária para a avaliação da taxa de geração de entropia?
b) Avalie a taxa de geração de entropia, em por de monóxido de carbono escoando, para um volume de controle estendido que envolva o bocal e uma parcela de sua vizinhança próxima de modo que a transferência de calor ocorra a uma temperatura ambiente de .
Passo 1
Opa, tudo bem?
Bora resolver essa questão comigo?
Vamos lá!
Começamos o nosso problema obtendo algumas propriedades para o monóxido de carbono nas tabelas do Apêndice A:
- :
- :
Boa para os cálculos!
Passo 2
Letra a)
Aplicando um balanço de massa no sistema:
Aplicando um balanço de taxa de energia:
Podemos desprezar a variação de energia potencial e o trabalho realizado:
Substituindo os dados:
Passo 3
Calculando a variação de entropia:
Substituindo os dados:
Passo 4
A informação adicional necessária para avaliar a taxa de geração de entropia é , na qual a transferência de calor ocorre no limite do volume de controle e a taxa de transferência de calor em cada temperatura.
Passo 5
Letra b)
Aplicando a equação de taxa de equilíbrio de entropia:
Isolando a taxa geração de entropia:
Substituindo os dados:
E assim a gente finaliza a nossa questão!
Até a próxima!