Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 29
A compressed-air tank holds 5 ft3 of air at 120 lbf/in2
“gage,” that is, above atmospheric pressure. Estimate the energy, in ft-lbf, required to compress this air from the
atmosphere, assuming an ideal isothermal process
Passo 1
Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊
Escrevendo a relação para o trabalho necessário na compressão
Escrevendo a relação para a pressão em processos isotérmicos
Isolando
Aqui, é a pressão do ar, é o volume do ar e é uma constante.
Passo 2
Considerando a equação do trabalho e substituindo a relação obtida para
Passo 3
Achando a relação entre e usando as relações de gás ideal
Aqui, a pressão e volume antes da compressão são e , respectivamente, e a pressão e volume depois da compressão são e , respectivamente
Passo 4
Substituindo por e por na equação para o trabalho
Passo 5
Achando a pressão absoluta no final do processo de compressão
Aqui, é a pressão manométrica no final da compressão
Substituindo valores
Passo 6
Substituindo valores na equação para o trabalho
Aqui, o sinal negativo significa que o processo é de compressão.