Um motor de foguete opera em regime permanente como mostra a figura abaixo. Os produtos da combustão que escoam através do bocal de descarga aproximam-se de um gás perfeito com peso molecular de 28. Para as condições dadas, calcule V 2 em m/s.

Passo 1

Aqui é uma misturinha de termodinâmica com mecânica dos fluidos haha

Na saída a gente tem que a densidade do fluido será dada pela equação abaixo, lembrando que R deve ser dado por 8313/MM.

ρ s a í d a = P R T = 103,4   x   10 3 8313 28   x   593 + 273 = 0,406   k g / m 3

Passo 2

Pela conservação da massa, a gente tem que a vazão de saída deve ser igual a vazão de entrada de combustível e oxigênio, ou seja, 1,46 + 7,3 = 8,76   k g / s .

m ˙ s a í d a = 8,76 k g s = ρ s a í d a A s a í d a V 2 = 0,406   x   π 4 0,14 2 V 2

Resolvendo para V2, temos que:

V 2 = 1401,4   m / s

Resposta

V 2 = 1401 ,   4   m / s

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