Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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ENTROPÍA
T,°C
450
1
Proceso de
estrangulación
P 1 = 7 MPa
T 1 = 450 °C
2
h = const.
FIGURA 7-66
Esquema y diagrama T-s para el ejemplo
7-18.
P 2 = 3 MPa
s 1
s 2
s
Análisis Se considera la válvula de estrangulación como el sistema (Fig. 7-66),
el cual corresponde a un volumen de control porque la masa cruza la frontera
del sistema durante el proceso. Note que sólo hay una entrada y una salida, por
lo tanto ṁ 1 ṁ 2 ṁ. Como la entalpía de un fluido permanece aproximadamente
constante durante un proceso de estrangulación, entonces h 2 a h 1 .
La entropía del vapor de los estados de entrada y salida se determinan a
partir de las tablas de vapor como
Estado 1:
P 1 7 MP a
T 1 450 °C f
h 1 3 288.3 kJ >kg
s 1 6.6353 kJ >kg # K
Estado 2:
P 2 3 MPa
fs
h 2 h 2 7.0046 kJ>kg # K
1
Entonces la generación de entropía por unidad de masa de vapor está determinada
por el balance de entropía aplicado a la válvula de estrangulación,
S # entrada S # salida S # gen dS sistema
123
>dt
123 123
Tasa de transferencia
neta de entropía por
calor y masa
Tasa de generación
de entropía
m # s 1 m # s 2 S # gen 0
S # gen m # 1s 2 s 1 2
Al dividir entre el flujo másico se obtiene
¡0 (estable)
Tasa de cambio
de entropía
s gen s 2 s 1 7.0046 6.6353 0.3693 kJ/kg # K
Resultado que corresponde a la cantidad de entropía generada por unidad
de masa de vapor de agua cuando éste se estrangula desde su estado inicial
hasta la presión final, y que es causada por la expansión libre. Obviamente, el
principio de incremento de entropía se satisface durante este proceso ya que
la generación de entropía es positiva.