Considerando um volume de controle, qual termo é zerado na equação da
Lei da Termodinâmica e do balanço de massa quando escrevemos a consideração regime permanente? Explique por quê esses termos são zerados.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente identificar qual termo é zerado nas equações da 1ª Lei da Termodinâmica e do balanço de massa quando consideramos um regime permanente, ou seja, um estado de fluxo constante. Para resolver isso, vamos precisar entender o que cada termo representa nessas equações e como o regime permanente afeta esses termos.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a 1ª Lei da Termodinâmica, que basicamente é uma forma de dizer que a energia total em um sistema é conservada. A equação geral dessa lei em um volume de controle inclui termos que representam a energia entrando, saindo e a energia que está armazenada no sistema.
Passo 3
No balanço de massa, a gente olha para a quantidade de matéria que entra e sai do volume de controle. A equação de balanço de massa também tem um termo que representa a mudança na quantidade de massa dentro do sistema ao longo do tempo.
Passo 4
Quando falamos de regime permanente (ou “steady-state”), significa que as condições dentro do sistema não estão mudando com o tempo. Isso quer dizer que a quantidade de energia e a quantidade de massa dentro do volume de controle estão constantes.
Passo 5
Devido a esse estado constante, os termos que representam a variação de energia e massa no tempo ficam igual a zero. Ou seja, não há acúmulo de energia nem de massa dentro do sistema porque tudo que entra é igual ao que sai.
Resposta
O termo que é zerado tanto na 1ª Lei da Termodinâmica quanto no balanço de massa é a taxa de variação temporal da energia e da massa dentro do volume de controle. Isso acontece porque, no regime permanente, a energia e a massa dentro do sistema não mudam com o tempo.