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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 13

Consider steam at 500 K and 200 kPa. Estimate its speed of

sound by two different methods: (a) assuming an ideal gas

from Table B.4, or (b) using fi nite differences for isentropic densities between 210 kPa and 190 kPa

Passo 1

Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊

a) Calcular a velocidade do som assumindo um gás ideal da tabela B.4Considere a tabela B.4 para H 2 O

k = 1.33 R = 461   m 2 / s 2 - K

Escreva a equação.

a = k R T

Aqui k é a constante, T é a temperatura e R é a constante universal do gás.

a   = 1.33 × 461 × 500   = 554   m / s

Assim, a velocidade do som é 554   m / s .

Passo 2

b) Calcular a velocidade do som por diferenças finitas para densidades isentrópicas entre 210 k P a e 190 K P a . O nível de entropia em 200 K P a e 500   K

s o = 7.6169   k J / k g - K

Em 210 k P a e s o = 7.6169   k J / k g - K

ρ 2 = 0.90728   k g / m 3

Em 190 K P a e s o = 7.6169   k J / k g - K

ρ 1 = 0.84043   k g / m 3

Passo 3

Calcule a velocidade do som. Escreva a equação.

a = p 2 - p 1 ρ 2 - ρ 1

Substitua 210000Pa por p 2 , 190000 Pa por p 1 , 0.90728   k g / m 3 para ρ 2 , e 0.84043   k g / m 3 para ρ 1

a   = 210000 - 190000 0.90728 - 0.84043   = 547   m / s

Assim, a velocidade do som é 557   m / s .

Resposta

a) a = 554   m / s

b) a = 547   m / s