Um compressor consome de energia para comprimir de ar. Determine a variação de termperatura do ar, considerando que ele escoa em regime permanente através do compressor.
Passo 1
O exercício pede para a gente calcular a variação de temperatura do ar que passa pelo compressor. A figura baixo mostra todos os dados fornecidos pelo enunciado para calcular esse valor.
e são as vazões mássicas do ar entrando e saindo do compressor respectivamente. é a potência que o compressor consome para funcionar. Atenção, apesar do enunciado dar um valor positivo para essa potência, ela é negativa! Ela é negativa, porque o compressor está sofrendo trabalho. Por uma convenção de sinais, quando um equipamento sofre trabalho, o valor do trabalho e da potência são negativos.
Agora que sabemos o que os dados significam, vamos aprender a calcular .
Passo 2
é calculado a partir da primeira lei usada em um compressor em regime permanente. Porém, antes de calcular a diferença de temperatura, precisamos calcular a diferença de entalpia .
Como e , nós podemos colocar qualquer uma dessas vazões em evidência.
A diferença de entalpia do ar possui uma fórmula em função do calor específico a pressão constante do ar.
Substituindo essa fórmula na primeira lei, encontramos uma fórmula para .
Vamos iniciar as contas no próximo passo!
Passo 3
A fórmula que precisamos usar já foi criada na etapa acima. O valor de do ar em vale:
Substituindo esse valor na fórmula, encontramos: