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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 05

Ar inicialmente a 345   k P a e 367   K expande a pressão atmosférica. O processo através do qual essa expansão ocorre é definido pela expressão p ∨ 1,3 = constante. Calcule a temperatura final e a variação de entropia nesse processo.

Passo 1

Bom vamos começar pela equação:

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

Os dados que temos do exercício são:

P 1 = 50   p s i P 2 = 1   a t m → P 2 = 14,696     p s i

T 1 = 660   R

c P = 0,2399   B T U / l b * R R g á s = 0,0685   B T U / l b * R

Passo 2

Precisamos encontrar o T 2 :

P 1 * V 1 1,3 = P 2 * V 2 1,3

Como estamos considerando gás ideal:

P 2 * V 2 P 1 * V 1 = T 2 T 1

V 1 V 2 = P 2 * T 1 P 1 * T 2

Combinando as equações:

P 2 P 1 * V 1 V 2 1,3 = P 2 * T 1 P 1 * T 2 1,3

T 1 T 2 = P 2 P 1 1 1,3 - 1

T 2 = T 1 * P 1 P 2 1 1,3 - 1

T 2 = 497,5   R

Passo 3

Substituindo na nossa equação teremos o seguinte:

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

Δ s = 0,2399 * l n 497,5 660 - 0,0685 * l n 14,696 50

Δ s = 0,0161   B T U / l b * R

Uhul! Show de bola!

Resposta

T 2 = 497,5   R Δ s = 0,0161   B T U / l b * R

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