Vapor saturado a entra em um trocador de calor em contracorrente operando em regime permanente e sai a com uma perda de carga desprezível. Ar ambiente a e entra em um bocal separador e sai a e . A vazão mássica do ar é vezes a da água. O ar pode ser modelado como um gás ideal com . Os efeitos das energias cinética e potencial são desprezíveis.
a) Para um volume de controle envolvendo o trocador de calor, determine a taxa de transferência de calor, em por de água escoando.
b) Para um volume de controle ampliado que inclui o trocador de calor e uma porção de sua vizinhança próxima, de modo que a transferência de calor ocorra a uma temperatura ambiente de , determine a taxa de geração de entropia em por de água escoando.
Passo 1
Fala galerinha, tudo bem?
Vem comigo resolver mais uma questão de termodinâmica!
Vamos lá!
Começamos o nosso problema obtendo algumas propriedades da água nas tabelas do Apêndice.
- Vapor Saturado ):
- Líquido Saturado :
Bora para os cálculos!
Passo 2
Letra a)
Calculando a taxa de transferência de calor.
Aplicando um balanço de taxa de energia:
Como não temos a presença de trabalho e sabemos que , então:
Substituindo os dados:
Passo 3
Letra b)
Aplicando um balanço de taxa de equilíbrio de entropia:
Sendo :
Substituindo os dados:
Até a próxima questão!