Problema resuelto de Entropía para un sistema cerrado
Enviado por Raul Prieto Meza • 30 de Julio de 2017 • Documentos de Investigación • 582 Palabras (3 Páginas) • 238 Visitas
Problema resuelto de Entropía para un sistema cerrado.
► En un conjunto cilindro embolo se tiene 0,045 kg de vapor de agua saturada a 7 bar. Durante un proceso a presión constante, una rueda de paletas colocada en el interior del fluido realiza un trabajo de 2,1 kJ a la vez se le comunica 5,48 kJ de calor desde una región que se encuentra a una temperatura de 327 oC.
Determínese:
- Temperatura final del fluido.
- Cambio de entropía del fluido.
- La generación de entropía para el conjunto vapor de agua mas las regiones de transferencia de calor.
- De acuerdo con los resultados obtenidos el proceso es reversible, irreversible o imposible.
- Trácese el camino del proceso en un diagrama T-s, con respecto a la línea de saturación.
Análisis:
- Recipiente estacionario [pic 1]
- Presión constante durante el proceso → P2 = P1, WF = P(V2 – V1) (trabajo de frontera).
- Cambio de entropía del fluido: [pic 2]
- Generación de entropía: [pic 3]
- WP = Wpaletas, la entalpía específica es igual a: [pic 4] y la entalpía será H = U + PV.
Estado 1:
P1 = 7 bar. M = 0,045 kg. Fase: Vapor Saturado. | A esta presión y tomando en cuenta la fase en se encuentra este estado las tablas indican que: s1 = sG= 6,7080 [pic 5] |
Estado 2:
P2 = P1 = 7 bar. | Para determinar la fase que tenemos en este estado reuerimos conocer dos propiedades termodinámicas, procedemos a efectuar un balance de energía. |
Balance de energía: Para un sistema cerrado tenemos que:
ΔE = QNE – WNS, pero, ΔE = ΔEC + ΔEP + ΔU, si [pic 6], tenemos que ΔE = ΔU = QNE – WNS.
QNE = QE – QS, pero, QS = 0 → QNE = QE.
WNS = WS – WE, pero, WS.= WF = P(V2 – V1) y WE = WP → WNS = WF – WP.
ΔU = QNE – WNS = QE – (WF – WP) = QE – WF + WP = QE – P(V2 – V1)+ WP
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