Question

Una cantidad de vapor de agua igual a los últimos tres dígitos de su cédula en lbm, se encuentra a una presión de 280psia contenida en un cilindro de 2.0pies3 . El agua es calentada a presión constante hasta una temperatura de 500°F. Calcule el cambio de entropía involucrado en el proceso.

Answer 1

Para una masa de 123lbm se tiene que la variación de entropia del sistema sera de Δs = -0.350836 kJ/kg K

Explicación paso a paso:

Datos del enunciado:

Suponemos masa 123lbm

P = 280Psia

V = 2 ft³

Tf = 500°F

Inicialmente tenemos el agua como vapor  (No es apropiado tratar como gas ideal), comprobamos si es saturado o sobrecalentado

con el valor de la presión nos vamos a las tablas de propiedades termodinámicas del agua

Presión en Kpa

P = 280Psia * (6.8947 kPa/ 1Psia)

P = 1930.516 kPa

Volumen especifico

v = V/m

v = 2ft³/123lbm = 0.01626 ft³/lbm (1m/3.28ft)³(2.2lbm/1kg)

v = 0.0010137 m³/kg

(Ver figura 1)

P = 1750 kPa  ⇒   vg = 0.11344 m³/kg  ⇒ sg = 6.3877 kJ/kgK

P = 2000 kPa  ⇒   vg = 0.099587 m³/kg  ⇒ sg = 6.3390 kJ/kgK

v < vg Estado vapor saturado

Interpolamos

s1 = 6.352535kJ/kgK

Para el estado 2  VS

T = 500°F ⇒ 260°C  En tablas  Vapor saturado (Ver figura 2)

s2 = 6.0017 kJ/kg K

Δs = S2 - S1

Δs = 6.0017 kJ/kg K - 6.352535kJ/kgK

Δs = -0.350836 kJ/kg K