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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 76

Ar aproxima-se de um choque normal a M 1 = 2,5 , com T 01 = 694   K e P 1 = 138   k P a   a b s . Determine a velocidade e a temperatura do ar saindo do choque e a variação de entropia através do choque.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Aplicando as relações de temperatura e pressão de estagnação nos apêndices E 1 e E 4 , nas páginas 817 e 820 do livro, temos que:

P 1 = ρ 1 R T 1

Sendo:

ρ 1 = 300,02   k g / m 3

v 1 = 764   m / s

As relações de pressão são dadas por:

T 01 T 1 = 2,25

T 1 = 308,44   K

A velocidade Mach na saída é dada por:

M 2 = 0,513

As relações de temperatura são dadas por:

T 2 T 1 = 2,14

Logo:

T 2 = 660,06   K

As relações de pressão são dadas por:

P 2 P 1 = 7,13

Logo:

P 2 = 983,94   k P a

A velocidade será então:

v 2 = M 2 k R T 2

v 2 = 267,4   m / s

Logo, concluímos que a variação de entropia será:

∆ s = c f ln ⁡ T 2 T 1 - R ln ⁡ P 2 P 1

∆ s = 86,3 k J k g ⋅ K  

Resposta

v 2 = 267,4   m / s

T 2 = 660,06   K

∆ s = 86,3 k J k g ⋅ K  

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