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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 02

Ar é expandido em um processo de escoamento em regime permanente através de uma turbina. As condições iniciais são 1300   ° C e 2,0   M P a (abs). As condições finais são 500   ° C e pressão atmosférica. Mostre esse processo em um diagrama T S . Avalie as variações de energia interna, entalpia e entropia específica para o processo.

Passo 1

Vamos começar avaliando a energia interna:

Δ U = U 2 - U 1

Δ U = C v * T 2 - T 1

Δ U = 717,4 * 500 - 1300

Δ U = - 574   k J / k g

Passo 2

Agora avaliando a entalpia:

Δ H = H 2 - H 1

Δ H = C p * T 2 - T 1

Δ H = 1004 * 500 - 1300

Δ H = - 803   k J / k g

Passo 3

Agora avaliando a variação de entropia:

T * d s = d H - v * d P

T * d s = C p * d T - R * T * d P P

d s = C p * d T T - R * d P P

S 2 - S 1 = C p * l n T 2 T 1 - R * l n P 2 P 1

S 2 - S 1 = 1004 * l n 500 + 273 1300 + 273 - 286,9 * l n 0,101 2,0

S 2 - S 1 = 143   J / k g * K

Passo 4

Colocando agora em um gráfico T S :

Resposta

Δ U = - 574   k J / k g Δ H = - 803   k J / k g S 2 - S 1 = 143   J / k g * K

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