Air, assumed to be a perfect gas from Table A.4, flows

through a long, 2-cm-diameter insulated tube. At section 1,

the pressure is 1.1 MPa and the temperature is 345 K. At

section 2, 67 meters further downstream, the density is

1.34 kg/m3, the temperature 298 K, and the Mach number

is 0.90. For one-dimensional fl ow, calculate (a) the mass

flow; (b) p2; (c) V2; and (d ) the change in entropy between

1 and 2. (e) How do you explain the entropy change?

(b) As propriedades do ar da tabela de gases comuns,

De acordo com a lei dos gases ideais, a pressão é,

Portanto, a pressão na saída,

(a) A velocidade do som na secção 2 é:

Agora, a velocidade do ar na seção 2 é,

Então, a velocidade do ar na secção 2,

(c) A vazão mássica na secção 2 é dado por,

Portanto, a taxa de fluxo de massa na seção é

(d) Para o gás perfeito, a mudança na entropia é,

Aqui, é uma capacidade térmica específica a pressão constante. Para o ar seco, Agora, substituindo todos os valores da equação (1),

Portanto, a mudança na entropia entre 1 e 2 é, .

O valor positivo da mudança de entropia mostra o aumento da entropia. Como o sistema é isolado, não há transferência de calor. Por isso, chamamos de irreversibilidade.