Um motor recebe correntes de água a e . A vazão mássica da corrente de maior temperatura é três vezes maior do que a outra. Uma única corrente sai a com uma vazão mássica de . A transferência de calor entre o motor e suas vizinhanças e as variações das energias cinética e potencial podem ser desprezadas. Para a operação em regime permanente, determine a taxa na qual a potência é desenvolvida na ausência de irreversibilidade internas, em .
Passo 1
E aí, galera!
Bora resolver mais uma questão juntos!
Começamos o nosso problema aplicando a equação de taxa de energia em nosso sistema:
Como , temos:
Seguindo, devemos aplicar um balanço de massa para encontramos a vazão mássica de saída:
Passo 2
Da tabela de propriedades da água saturada, obtemos:
- :
- :
Substituindo os dados na equação do Passo 1:
Passo 3
No estado estacionário, temos que a relação de entropia é dada por:
Como , temos:
Então:
Para o menor valor de entropia na saída, :
Substituindo os dados:
Com :
Assim, temos que é:
Com esses dados, podemos obter a :
Passo 4
Por fim, voltando na equação do Passo 2 e substituindo , obtemos:
E acabamos!
Até a próxima questão!