Vapor entra em uma turbina operando em regime permanente a 1   M P a e 200 ° C , e sai a 40 ° C com um título de 83 % . As perdas de calor e os efeitos das energias cinéticas e potencial podem ser desprezados. Determine:

a) o trabalho produzido pela turbina, em k J por k g de vapor escoando.

b) a variação da entropia específica da admissão à descarga, em k J / K por k g de vapor escoando.

Passo 1

Fala galeria!

Se ajeitem aí para resolvermos essa questão juntos!

Começamos o nosso problema obtendo algumas propriedades do nosso fluido.

Pela tabela de propriedades do vapor d’água superaquecido a p 1 = 1   M P a e T 1 = 200 ° C :

h 1 = 2827,9   k J / k g

s 1 = 6,6940   k J / k g ⋅ K

Já pela tabela de propriedades da água saturada, a T 2 = 40 ° C :

h f 2 = 167,57   k J / k g

h f g 2 = 2406,7   k J / k g

s f 2 = 0,5725   k J / k g ⋅ K

s g 2 = 8,2570   k J / k g ⋅ K

Calculando a entalpia específica no estado 2:

h 2 = h f 2 + x 2 h f g 2

h 2 = 167,57 + 0,83 ⋅ 2406,7

h 2 = 2165,131   k J / k g

Calculando a entropia específica no estado 2:

s 2 = s f 2 + x 2 s g 2 - s f 2

s 2 = 0,5725 + 0,83 ⋅ 8,2570 - 0,5725

s 2 = 6,9506   k J / k g ⋅ K

Vamos para os cálculos!

Passo 2

Letra a)

Calculando o trabalho produzido pela turbina:

W ˙ v c m ˙ = h 1 - h 2

Substituindo os dados:

W ˙ v c m ˙ = 2827,9 - 2165,131

W ˙ v c m ˙ = 662,769   k J / k g

Bora para a letra (b)!

Passo 3

Letra b)

Calculando a variação da entropia específica:

∆ s = s 2 - s 1

Substituindo os dados:

∆ s = 6,9506 - 6,6940

∆ s = 0,2566   k J / k g ⋅ K

E acabamos!

Resposta

a )   W ˙ v c m ˙ = 662,769   k J / k g

b )   ∆ s = 0,2566   k J / k g ⋅ K

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