Uma turbina termicamente isolada recebe umamistura de 10% de , 10% de e 80% numa base molar a 1000K e 500 kPa. A vazão é de 2m³/s e a exaustão ocorre a 700K e 100kPa. Encontre a potência dessa turbina. Dados:
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Passo 1
A potência de uma turbina é fornecida pela vazão mássica vezes a variação da entalpia:
Podemos transformar a massa em número de mols se, ao invés de utilizar a entalpia específica , utilizarmos a entalpia molar específica , assim:
Como a entalpia é calculada da forma
Então temos que
Agora basta achar a vazão em mols e o da mistura
Passo 2
Vamos achar a vazão em utilizando a equação dos gases perfeitos
Na forma de vazão, ou seja, dividindo pelo tempo dos dois lados
Isolando a vazão em mols
Passo 3
Para achar o da mistura é necessário fazer uma média na base em massa, para isso utilizaremos a massa molecular de cada componente .
Vamos só fazer uma observação aqui. Se quiséssemos apenas da mistura faríamos:
Mas como queremos o então devemos considerar a massa molecular e a fração molar , assim, teremos:
Passo 4
Agora é só substituir na equação do passo 1