Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 37
Ar a e é comprimido até a pressão de e depois é expandido, num bocal, até a pressão atmosférica. O compressor e o bocal operam de modo adiabático e reversível e é possível desprezar a variação de energia cinética que ocorre no compressor. Nestas condições, determine o trabalho necessário para operar o compressor, a temperatura do ar na descarga do compressor e a velocidade do ar na sua seção de saída.
Passo 1
E ai galera! Vem comigo pra resolvermos essa questão!
Começamos o problema expondo os dados que temos para facilitar o entendimento do processo.
Início:
Final:
Agora, pela Tabela A.5 obtemos algumas propriedades do ar:
Passo 2
O problema nos diz que o processo é adiabático e reversível, ou seja, isentrópico.
Desse modo, com constante, podemos calcular a temperatura de descarga:
Substituindo os dados:
Passo 3
Pela equação de energia conseguimos calcular o trabalho:
O processo é adiabático e desprezando a variação de energia cinética e potencial, temos:
Assim:
Transformando:
Substituindo os dados:
Tá me acompanhando né?
Vamos seguindo que já tamo acabando!
Passo 4
Por fim, temos que o bocal se expande de volta para a pressão inicial , ou seja, o estágio 3 é igual ao estágio inicial.
Assim, a equação de energia não tem trabalho, mas tem energia cinética.
Sendo adiabático e desprezando a energia potencial, temos:
O sistema tem velocidade inicial nula, então:
Como:
Então:
Desse modo:
Viu, foi fácil né?
Até a próxima questão!