Vapor d’água entra em uma turbina operando em regime permanente a e uma vazão mássica de , e sai como vapor saturado a , produzindo potência a uma taxa de . Os efeitos das energias cinética e potencial podem ser desprezados. Determine:
a) a taxa de transferência de calor, em , para um volume de controle incluindo a turbina e seu conteúdo.
b) a taxa de geração de entropia, em , para um volume de controle ampliado, incluindo a turbina e uma parcela suficiente da vizinhança, de modo que a transferência de calor ocorra a temperatura ambiente, dada por .
Passo 1
Opa, partiu resolver mais uma questão de termodinâmica?
Vamos lá!
Começamos o nosso problema obtendo alguns dados para o vapor d’água nas tabelas do Apêndice.
- Superaquecido :
- Saturado :
Bora para os cálculos!
Passo 2
Letra a)
Começamos o nosso problema aplicando um balanço de taxa de energia em nosso sistema:
Substituindo os dados na nossa equação
Vamos para a letra b!
Passo 3
Letra b)
Aplicando a equação de taxa de equilíbrio de entropia:
Isolando a geração de entropia:
Substituindo os dados:
E assim a gente finaliza a nossa questão!
Até mais!