Cambio de Entropía de Líquidos y Sólidos

CAMBIO DE ENTROPÍA DE LÍQUIDOS Y SÓLIDOS

EJEMPLO: Efecto de la densidad de un líquido sobre la entropía El metano líquido normalmente se usa en varias aplicaciones criogénicas. La temperatura crítica del metano es 191 K (o -82°C), por lo que debe conservarse abajo de 191 K para mantenerlo en la fase líquida. En la tabla 7-1 se presentan las propiedades del metano líquido a varias temperaturas y presiones. Determine el cambio de entropía del metano líquido cuando se somete a un proceso desde 110 K y 1 MPa hasta 120 K y 5 MPa: a) usando las propiedades tabuladas y b) considerando al metano líquido como una sustancia incompresible. ¿Cuál es el error introducido en el último caso?

Solución

El metano líquido es sometido a un proceso entre dos estados especificados. Se determinará el cambio de entropía del metano usando los datos reales y asumiendo que el metano es incompresible. Análisis

Si se toma una unidad de masa de metano líquido, las propiedades de éste en los estados inicial y final son:

Es: ad: P1= 1MPa T1= 110K 3.471 kJ /kg.K

s1= 4.875 kJ /kg.K 1=

Es ad: P2= 1MPa T2= 110K

s2= 5.145 kJ /kg.K 2= 3.486 kJ /kg.K

Por consiguiente:

∆:

 −  . = 5.145 − 4.875 = 0.270 Τ  

B) Si se considera el metano líquido como un sustancia incomprensible, su cambio de entropía está determinado por:

Puesto que:

∆:      = 3.4785  Τ      120 110 = 0.303 Τ     1 +2  13.471 + 3.486 = 3.4785   Τ    = 2 = 2

Por lo tanto, el error involucrado al considerar al metano líquido como una sustancia incompresible es:

− ∆ = 0.270 − 0.303 = 0.122 (12.2%ቇ  = ∆∆ 0.271