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Sabendo que temos 1 kg de água a 500 °C e 1kg de vapor saturado de água, estando ambos a 200 kPa. Em seguida, ambos são misturados em processo a pressão constante e adiabaticamente. Calcule a temperatura final da mistura e a entropia gerada. Dados: 𝑥𝐵1 = 1 𝑇𝐴1 = 500 °𝐶 𝑚𝐴1 = 1 𝑘𝑔 𝑃𝐴1 = 𝑃𝐵1 = 𝑃2 = 200 𝑘𝑃𝑎 𝑚𝐵1 = 1 𝑘𝑔 Passo 1: Entender os dados: 𝑚2 = 𝑚𝐴1 +𝑚𝐵1 Passo 2: Considerações: 𝑄 = 0 Dados: 𝑥𝐵1 = 1 𝑇𝐴1 = 500 °𝐶 𝑚𝐴1 = 1 𝑘𝑔 𝑃𝐴1 = 𝑃𝐵1 = 𝑃2 = 200 𝑘𝑃𝑎 𝑚𝐵1 = 1 𝑘𝑔 Passo 3: Aplicar 1ª Lei: 𝑄 = 𝑊 + 𝑈2 − 𝑈1 𝑈2 = 𝑚2𝑢2 𝑈1 = 𝑚𝐴1𝑢𝐴1 +𝑚𝐵1𝑢𝐵1𝑊 = 𝑚𝐴1𝑢𝐴1 +𝑚𝐵1𝑢𝐵1 −𝑚2𝑢2 Passo 4: Aplicar 2ª Lei: 𝑆2 − 𝑆1 = 𝑄 𝑇𝑜 + 𝑆𝑔𝑒𝑟 𝑆2 = 𝑚2𝑠2 𝑆1 = 𝑚𝐴1𝑠𝐴1 +𝑚𝐵1𝑠𝐵1 𝑊 = 𝑃 𝑉2 − 𝑉1 𝑉2 = 𝑚2𝑣2 𝑉1 = 𝑚𝐴1𝑣𝐴1 +𝑚𝐵1𝑣𝐵1 ℎ𝐴1 = 𝑢𝐴1 + 𝑃𝐴1𝑣𝐴1 ℎ𝐵1 = 𝑢𝐵1 + 𝑃𝐵1𝑣𝐵1 ℎ2 = 𝑢2 + 𝑃2𝑣2 𝑚2ℎ2 = 𝑚𝐴1ℎ𝐴1 +𝑚𝐵1ℎ𝐵1 Dados: 𝑥𝐵1 = 1 𝑇𝐴1 = 500 °𝐶 𝑚𝐴1 = 1 𝑘𝑔 𝑃𝐴1 = 𝑃𝐵1 = 𝑃2 = 200 𝑘𝑃𝑎 𝑚𝐵1 = 1 𝑘𝑔 Passo 5: Determinar propriedades: ℎ𝐴1 = 3487,03 𝑘𝐽 𝑘𝑔 ℎ𝐵1 = 2706,63 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑠𝐴1 = 8,5132 𝑘𝐽 𝑘𝑔. 𝐾 𝑠𝐵1 = 7,1271 𝑘𝐽 𝑘𝑔. 𝐾 Passo 6: Calcular h2: 𝑚2ℎ2 = 𝑚𝐴1ℎ𝐴1 +𝑚𝐵1ℎ𝐵1 2. ℎ2 = 1.3487,03 + 1.2706,63 ℎ2 = 3096,83 𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝑃2 = 200 𝑘𝑃𝑎 𝑇2 = 312,2 °𝐶 Dados: 𝑥𝐵1 = 1 𝑇𝐴1 = 500 °𝐶 𝑚𝐴1 = 1 𝑘𝑔 𝑃𝐴1 = 𝑃𝐵1 = 𝑃2 = 200 𝑘𝑃𝑎 𝑚𝐵1 = 1 𝑘𝑔 Passo 7: Calcular s2 e a gerada: 𝑚2𝑠2 −𝑚𝐴1𝑠𝐴1 +𝑚𝐵1𝑠𝐵1 = 𝑆𝑔𝑒𝑟 𝑃2 = 200 𝑘𝑃𝑎 𝑇2 = 312,2 °𝐶 𝑠2 = 7,9328 𝑘𝐽 𝑘𝑔. 𝐾 𝑆𝑔𝑒𝑟 = 2.7,9328 − 1.8,5132 − 1.7,1271 𝑆𝑔𝑒𝑟 = 0,225 𝑘𝐽 𝐾
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