Prova Termodinâmica 2 - Unip

Questão 01 [a) 1.5; (b) 1.5]\n(a) Partindo da taxa de massa: \\(\\dot{m} = \\dot{m_i} + \\dot{m_h} \n\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad 0 = \\dot{Q} - \\dot{W} + \\dot{m} (h_i - h_h) = \\dot{m_h}h_h - \\dot{m_h}h_h + \\dot{m_i} (h_i - h_h \n\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad\\quad \\dot{m_h} = \\dot{m_i} = \\dot{m_{in}} = \\dot{m_{out}} \n\\dot{m_{h}} = 170,46\\, \\frac{kg}{s}, \\quad \\dot{m_{h}} = 2,84\\, \\frac{kg}{s}\n\n(b) Para obter a taxa de produção de entropia, partindo do balanço de entropia:\n\\[ 0 = \\dot{m_i}(s_i - s_{out}) - \\dot{m_h}(s_h - s_{out}) = \\dot{m_h}(\rightarrow s_h - s_i)\\]\n\\[\\dot{S} = \\frac{\\dot{Q}}{T} + \\dot{m_i}(s_2 - s_1) = \\frac{\\dot{W}}{T'} = \\dot{s_0} = \\frac{0,29}{k/K} \n\\]\n\nQuestão 02 [a) 2; (b) 1.0]\nGás Hélio é comprimido por um compressor de 12 kW de pt, até pe. A temperatura do gás Hélio é mantida constante a 30°C durante o processo devido à transferência de calor para a vizinhança a 15°C. (a) Determine a taxa de variação da entropia do gás hélio. (b) Estive como é possível? Explique.\n\n(a) Considerando o compressor como um sistema, o balanço de energia para este sistema de fluxo constante pode ser expressa como \\( \\Delta E = E_{in} - E_{out} = \\dot{Q} - \\dot{W} = \\dot{Q} = 12 kW \n\\)\n(b) Como o processo é isentrópico, internamente reversível e o calor está se transferindo (\\( Q \\)), a taxa de variação do entropia a ser \\( \\Delta S = \\frac{\\dot{Q}}{T} = 0,396k/J \\bot K \n\nQuestão 03 [a) 1.0; (b) 1.0]\nPropa liquido saturado a 20°C entra em um compressor isolado operando em regime permanente e sai como vapor saturado a 30°C. Descreva os efeitos das energias cinéticas e potenciais, determine: (a) o trabalho requerido pelo compressor, em kJ por quilo de propano escondido; (b) a taxa de geração de entropia para o interior do compressor, em kJ por kg de propano reservado.\n\\begin{center}\n\\begin{tabular}{|c|c|c|c|}\n\\hline\nT (°C) & \\frac{h(kg)}{s(j/kg)} & \\frac{s(j/kg)}{k(J)} \\\\\n\\hline\nLíquido saturado & 20 & 147,1 & 0,555 \\\\\n Vapor saturado & 90 & 513,9 & 1,609 \\\\\n\\hline\n\\end{tabular}\n\\end{center} \n(a) Partindo do balanço de entropia\n\\[ \\Delta S = \\sum \\frac{\\dot{Q}}{T} + \\dot{W} \\dot{m}(s_2 - s_1) = \\dot{W} = \\frac{\\dot{s_{0}}}{\\dot{m}} = \\frac{0,55}{kg} \n\\]\n(b) \\Delta S= \\cdots = \\sum^{(0,53)}{kJ}/{kg}\n\nDicas para a Vista de Prova:\n1 - Se os seus valores estão iguais ao do gabarito e a sua nota foi baixa, é necessário entrar na vista de prova. \n2 - Lembre-se que caso você não consiga entender o gabarito, fica claro que não pode de fato ter tirado uma nota razoável na prova.\n3 - Vista de Prova não serve para implorar nota; não perca o nosso tempo insistindo nesse erro. Aproveite para estudar para o exame. \n4 - Caso a sua prova esteja com nota maior, a Vista de Prova servirá para arrumarmos a sua nota (para o valor correto).\n5 - NÃO SERÁ EXPLICADO O GABARITO!!! Venha discutir a sua nota se exterior seguro do seu erro.