Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Brunetti - Mecânica dos Fluidos - Ed: 2º - Capítulo 12.Exercício - Ex. 3
Ar a 20ºC e 103 kPa (abs) é comprimido isoentropicamente de forma que seu volume se reduza a 40% do inicial. Sendo , determinar:
- A pressão e a temperatura finais
- A variação da energia interna específica
- A variação da entalpia específica.
Passo 1
O volume final é 40% do volume inicial:
Podemos utilizar a equação de transformação isentrópica para calcular a pressão:
Isolando a pressão final:
Aplicando os valores:
Passo 2
Podemos usar as relações isentrópicas para calcular a temperatura final:
Isolando a temperatura final:
Aplicando os valores:
Passo 3
Para calcular a variação de energia interna por unidade de massa , precisamos do valor do calor específico a volume constante . Podemos determinar pela equação:
Primeiro vamos determinar a constante específica para esse gás. Sabemos pelas tabelas que a constante universal dos gases e a massa molar do ar são:
Então a constante específica para o ar é:
Agora podemos calcular o valor do calor específico:
E agora podemos usar a equação para determinar a variação de energia interna:
Passo 4
Pelo mesmo processo, podemos calcular a variação de entalpia.
Primeiro usamos a constante do gás para determinar o calor especifico a volume constante:
E agora determinamos a variação de entalpia: