Em uma unidade industrial, água a
e
é bombeado, atingindo a pressão de 800 kPa . Considere que a bomba é ideal, determine o trabalho específico de bombeamento e a entalpia da água na sua saída. Resp.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem água a
e
sendo bombeada até uma pressão de
numa unidade industrial. Nosso objetivo é encontrar o trabalho específico de bombeamento (
) e a entalpia da água na saída (
). Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre termodinâmica, especificamente sobre propriedades da água e processos de bombeamento.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar que a bomba é ideal, ou seja, não há perdas de energia por atrito ou outras irreversibilidades. Em processos isentrópicos (onde a entropia permanece constante), o trabalho específico da bomba pode ser calculado usando a fórmula:
Aqui,
é o volume específico da água e
é a variação de pressão que a bomba impõe na água.
Passo 3
Precisamos encontrar o volume específico (
) da água a
e
. Sabemos que a água em condições líquidas tem um volume específico aproximadamente constante. Consultando uma tabela de propriedades da água, o volume específico
é aproximadamente:
Passo 4
Agora, vamos calcular a variação de pressão (
) que a bomba realiza:
Convertendo para Pascais (
):
Passo 5
Com o
e
em mãos, podemos calcular o trabalho específico da bomba (
):
Arredondando para três algarismos significativos:
Passo 6
Agora, vamos determinar a entalpia da água na saída da bomba (
). Em uma bomba ideal, a variação de entalpia (
) é igual ao trabalho específico da bomba:
Onde
é a entalpia inicial da água a
. Consultando a tabela de propriedades da água, encontramos:
Então:
Arredondando:
Resposta
Exercícios relacionados
Uma turbina ideal admite
de vapor a 2 Mpa e
e exaure a
. Determine sua potência. Resp.
Um pequeno modelo de um barco telecomandado tem um casco com
de comprimento e uma altura da linha de água de
e pretende-se atingir uma velocidade de
na água à
Digitalizado com CamScanner
temperatura de , e
. Calcule: (a) a espessura da camada limite no fim do casco; (b) a potência necessária para vencer as forças de atrito. (Nota: em primeira aproximação considere que pode modelar o casco como duas placas planas lisas). Resp.:
; potência
.
Digitalizado com CamScanner
temperatura de
Um fluido escoa em regime permanente sobre uma placa plana com velocidade ao longe igual a 3,1
. Determine a distância
relação ao bordo de ataque da placa
que ocorre a transição do regime laminar para o turbulento e estime a espessura da camada limite neste local. Analise o impacto da viscosidade cinemática
). Considere os seguintes fluidos: (a) água a
, (b) ar no estado padrão c © glicerina a
. Analisar o impacto da viscosidade cinemática
na região de regime laminar (Resp.:
)
Ar a
e
está escoando sobre uma placa plana a
. Qual é a espessura da camada limite na posição de
contados a partir da borda de ataque? Calcular a força de resistência nos primeiros
da placa que tem
de largura. Calcular a velocidade
informar sua direção para
e
. (Resp.:
)