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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 11

In English Engineering units, the specifi c heat cp of air at

room temperature is approximately 0.24 Btu/(lbm-8F).

When working with kinetic energy relations, it is more appropriate to express cp as a velocity-squared per absolute

degree. Give the numerical value, in this form, of cp for air

in (a) SI units, and (b) BG units.

Passo 1

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

a) Convertendo o valor dado do calor específico para SI usando os fatores de conversão:

1   B t u = 1055,056   J

1   l b m = 0,4536   k g

1 ° F = K / 1,8

Primeiro convertemos as unidades do calor específico para J / k g ⋅ K

c p = 0,24 B t u l b m ⋅ ° F = 0,24   B t u l b m 1055,056   J 1   B t u 1   l b m 0,4536   k g 1,8 K

→ c p = 1005   J / k g ⋅ K

Passo 2

Agora convertendo as unidades de calor específico de J / k g ⋅ K para m 2 / s 2 ⋅ K usando os fatores de conversão:

1   J = 1   M ⋅ m

1   N = 1   k g ⋅ m / s 2

Calculando para c p

c p   = 1005   J / k g ⋅ K   = 1005 J k g ⋅ K × N ⋅ m J   = 1005 N ⋅ m k g ⋅ K   = 1005 k g ⋅ m s 2 × m k g ⋅ K   = 1005 m 2   s 2   K

Passo 3

b) Convertendo o valor dado de calor específico para unidades BG usando os fatores de conversão:

1   B t u = 778,17   f t ⋅ l b f

1 ° F = 1 ° R

Primeiro convertendo as unidades do calor específico para f t ⋅ l b f / l b m ⋅ ° R

c p   = 0,24   B t u l b m ⋅ ° F   = 0,24 B t u l b m × 778,17   f t ⋅ l b f 1   B t u × 1 ° R   = 186,7608 f t ⋅ l b f l b m ⋅ ° R

Passo 4

Agora convertendo as unidades de calor específico de f t ⋅ l b f l b m ⋅ ° R para f t 2 s 2 ⋅ ° R usando os fatores de conversão:

1   l b f = 32,174 l b m ⋅ f t s 2

Calculando o calor específico

c p   = 186,7608   f t ⋅ l b f l b m ⋅ ° R   = 186,7608 f t ⋅ l b f l b m ⋅ ° R × 32,174 l b m ⋅ f t s 2   = 6009 f t 2 s 2 ⋅ ° R

Resposta

a) c p = 1005 m 2   s 2   K

b) c p = 6009 f t 2 s 2 ⋅ ° R

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