Atividade de Entropia e Psicrometria

Um conjunto pistão cilindro contém água no estado líquido saturado a 200 kPa Considere que calor seja fornecido por uma fonte cuja temperatura seja 600 K até que toda água vire vapor Determine a variação de entropia do sistema da fonte externa e a entropia gerada 2 pontos 2 Em uma turbina o vapor de água entra a pressão de 6 Mpa e temperatura de 400ºC Na saída a pressão é 100 kPa com a mesma entropia específica verificada na entrada Calcule a diferença entre a entalpia específica da água na entrada e na saída da turbina Essa diferença tem algum significado físico 2pontos 3 Um bloco de alumínio de 30 kg a 140ºC é colocado em contato com um bloco de ferro de 20 kg a 20ºC em um invólucro isolado Determine a temperatura de equilíbrio e a variação de entropia do processo 2pontos 4 Em um tubo isolado com 12 cm de diâmetro está entrando oxigênio a uma velocidade de 70 ms Na entrada do tubo a pressão é 240 kPa e a temperatura é de 20ºC saindo a 200 kPa e 18ºC Determine a taxa em que a entropia é gerada no tubo 2pontos 5 Temos ar atmosférico a uma pressão de 1 atm e temperatura de bulbo seco de 32ºC a temperatura de bulbo úmido é de 18ºC Utilizando o diagrama psicrométrico determine a A umidade relativa b A relação de umidade c A entalpia d A temperatura do ponto de orvalho e A pressão de vapor de água 1 P 200 kPa T 600 K 2 variação da entropia ΔS 5 vap 5 liq Para P 200 kPa Sf 06492 kJkgK e Sg 71270 kJkgK ΔS 71270 06492 ΔS 64778 kJkgK Para va fonte Q m lf g onde Lfg 1885 kJkg ΔS fonte Q T fonte ΔS fonte 1885 600 31417 kJkgK ΔS igualda Sqquado ΔS ΔS fonte Squado 64778 31417 Squado 33361 kJkgK 2 Processo isentrópico S2 S1 P1 6 MPa T1 400C S1 3214 kJkg S1 76492 kJkgK P2 100 kPa S2 S1 Sf 13026 kJkg Sg 73595 kJkgk Para 100 kPa TC h kJkg skJkgK 300 27259 46167 350 28653 47842 Interpolando para S2 76492 h2 h300 S2 S300 h350 h300 S300 S300 h2 27259 76492 46167 28653 27259 77842 46167 h2 275216 kJkg Δh h1 h2 Δh 32143 27526 Δh 4618 kJkg Δh é o trabalho mecânico gerado pela turbine e convertido um eletricidade 3 Cp Al 09 kJkgK Cp Fe 045 kJkgK mAlCpAl TiAl T f mFe Cp Fe T f Ti Fe 3009413 Tf 40045Tf 333 11151 27 Tf 18 Tf 5994 Tf 381k Alumínio ΔS mCp In Tf Ti 3009 In 381 413 ΔS Al 2126 kJk Ferro ΔS 400045 In 381 333 ΔS Fe 201 kJk ΔS total 226 201 029 kJk P1 240 KPa P2 200 KPa T1 20 C 29315 k T2 13 C 29115 k Vi 70 ms Tubo D 12 cm 012 m Gás M 32 g mol Cp 0918 kJkgk Cv 0699 kJkgk R Cp Cv 0699 0918 R 0259 kJkgk m1 P1 A v1 R T1 A π 0122 4 00113 m2 ρ1 P1 R T1 240 0259 29315 ρ1 316 kgm3 m1 ρ1 A v1 316 00113 70 m1 25 kgs ΔS Cp ln T2 T1 R ln P2 P1 ΔS 0918 ln 29115 29315 00113 ln 0259 ln 200 240 ΔS 00409 kJkgk Sgerada m ΔS Sgerado 25 00409 Sgerado 01023 kWk 5 a φ 0242 242 b W 007 2 kg H2O 1 kg ar seco c h 506 kJ kg ar seco d Tdp 91 C e Pv φ Pg φ Psat 32 C 0242 4700 115 KPa