Enunciado

O processo de estrangulamento no Exemplo 6.5 é um processo irreversível. Determine o trabalho reversível e a irreversibilidade, considerando uma temperatura ambiente de 25   ° C .

Passo 1

Fala, galera! Vamos resolver essa questão.

Galera, antes de tudo, vamos voltar lá no exemplo 6.5 e pegar os dados que nós vamos precisar para resolver a questão.

Temos um processo de estrangulamento ocorrendo numa válvula de expansão em um ciclo de refrigeração, num processo que é adiabático, temos um fluido que é a amônia que entra a 1,5   M P a a 35   ° C e deixa a válvula a 291   k P a .

Na Tabela B.2.1, podemos obter as propriedades da amônia no estado inicial:

v 1 = 0,001 7 0 2   m 3 / k g

h 1 = 346,8   k J / k g

s 1 = 1,2792   k J / k g K

No estado final, temos apenas P 2 = 291   k P a e o título de 16,38 % .

Passo 2

Como queremos saber a irreversibilidade, vamos pegar a entropia no estado de estrangulação, que é dada na Tabela B.2.1 para a temperatura de - 10   ° C :

s 2 = 0,5408 + 0,1638 ∙ 4,9269 = 1,3478   k J / k g K

E agora podemos calcular a irreversibilidade, dada por:

I = T 0 S g e r a d o

Onde S g e r a d o = s 2 - s 1 já que o processo é adiabático, então:

I = 25 + 273 ∙ 1,3478 - 1,2792

I = 20,44   k J / k g

Passo 3

Agora para o trabalho reversível:

w r e v = T s 2 - s 1 - u 2 - u 1 + q 1 - T T H

Onde u 2 = u 1 , assim como h 2 = h 1 e q = 0 , porque é adiabático. Logo, sobra w = T ( s 2 - s 1 ) que calculamos no passo anterior, então:

w r e v = 20,44   k J / k g

E concluímos o exercício! 😉

Resposta

I = w r e v = 20,44   k J / k g

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