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Enunciado

Termodinâmica - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 24

Considere o dióxido de carbono a 10   a t m e 400   ° C . Calcule ρ e c p neste estado e depois calcule a nova pressão quando o gás é resfriado isentropicamente a 100   ° C . Use dois métodos: (a) um gás ideal e (b) as tabelas de gás ou o E E S .

Passo 1

a)

Essa é super simples, vamos detonar ela rapidinho!

Começamos Coletando os dados da questão:

Da tabela A . 4 para o C O 2 , k ≈ 1,3 e R ≈ 189   m 2 s 2 ⋅ K

p 1 = 1.013.250   P a

T 1 = 673   K

T 2 = 373   K

Agora aplicando a formula:

ρ 1 = p 1 R T 1 = 1.013.250   P a 189   m 2 s 2 ⋅ K ⋅ 673   K

ρ 1 = 7,97   k g m 3

c p = k R k - 1 = 1,3 ⋅ 189   m 2 s 2 ⋅ K 1,3 - 1

c p = 819   J k g ⋅ K

Para um gás ideal resfriado isentropicamente:

p 2 p 1 = T 2 T 1 k k - 1 → p 2 = 1013   k P a ⋅ 373 673 1,3 1,3 - 1

p 2 = 79   k P a

Passo 2

Agora só precisamos coletar os dados das tabelas para gases, se olharmos para o dióxido de carbono temos:

ρ 1 = 7,98   k g m 3 ; c p = 1119   J k g ⋅ K ; p 2 = 43   k P a

Os erros mais destoantes que aparecem em c p e p 2 , são por conta da grande queda do valor de k para o C O 2 com a temperatura.

Isso é tudo pessoal, conseguimos mais uma! \o/

Resposta

a)

ρ 1 = 7,97   k g m 3 ; c p = 819   J k g ⋅ K ; p 2 = 79   k P a

b)

ρ 1 = 7,98   k g m 3 ; c p = 1119   J k g ⋅ K ; p 2 = 43   k P a

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