Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 114
114. Água líquida a entra em uma bomba de , e a sua pressão se eleva para 5 . Considerando que a diferença de altura entre os níveis de saída e entrada é de , determine a maior vazão mássica de água líquida que essa bomba pode processar. Despreze a variação da energia cinética da água e considere que o volume específico é igual a .
Passo 1
Bora fazer mais uma questãozinha sobre entropia!
E pra começar de vez, bora destacar algumas partes importantes que podemos notar ao analisar direitinho o enunciado...
Primeiramente, a água líquida é uma substância incompressível.
Segundo... as alterações de energia cinética são desprezíveis, mas as possíveis alterações de energia potencial podem ser bastante significativas.
E por último e mais importante, o processo é assumido como reversível, pois determinaremos o caso limitante.
Passo 2
Antes de partir de vez pros cálculos, é importante saber que o volume específico da água líquida é igual a...
Dito isso, bora pro que interessa!
Olha só! A maior taxa de fluxo de massa para o nosso sistema será alcançada quando todo o processo for reversível.
Assim, a partir da relação de trabalho reversível de fluxo constante para um líquido, podemos determinar a nossa vazão mássica...
Bom! A variação de energia cinética é desprezível! Isso nós já falamos
Já a variação de energia potencial, nós vamos ter que levar em consideração dessa vez. Ela é dada por...
Onde é a diferença de altura entre os níveis de saída e entrada...
Passo 3
Substituindo na expressão de antes...
E aproveitando também pra resolver a integral...
Pra finalizar, só falta substituir os valores numéricos...
Lembrando que o que queremos é o valor de ... Ah!! Não podemos esquecer também da correspondência entre e , né!?
Pronto! Resposta encontrada!