Enunciado

25E - Reconsidere o Prob. 17-24E. Usando o EES (ou outro programa), compare o número de Mach do fluxo de vapor para um intervalo de temperatura de 350   ° F a 700   ° F . Esboce um gráfico do número de Mach como uma função da temperatura.

Passo 1

Bem, nesse problema, como podemos usar outro programa, vamos usar o Excel para resolvê-lo, ok? Mas não se preocupe se não sabe mexer muito no Excel só precisamos de escrever uma função e eu vou te ajudar ;)

Mas antes... Como estamos falando do problema anterior, vamos fazer um resuminho aqui:

No problema anterior nós encontramos o número de Mach para o vapor de água com um fluxo constante de 900   p é s / s (ou 274,3   m / s ) para a temperatura de 700   ° F :

M a = V c = 274,3 621,7 = 0,441

Mas antes precisávamos calcular c = k R T , onde k = 1,3 e R = 461,5   J / k g ⋅ K , para as condições de temperatura do problema.

Sabemos que o k muda com a temperatura, mas para a faixa de 350   ° F ( 449,8   K ) até 700   ° F (ou 644,3 K ) k não varia muito, então podemos considera-lo constante!

Passo 2

Beleza! Então vamos para o Excel:

  • Na primeira coluna, você pode colocar as temperaturas: bem de 449,8   K até 644,3   K , temos uma diferença de 194,5 K então podemos dividir isso em 10 e ir acrescentando de pouco a pouco subindo de 449,8 até 644,3 (Basicamente você deve somar 19,45 com o valor anterior):
  • Na segunda coluna você coloca a equação da velocidade do som ( c = k R T ) onde k R = 1,3 ⋅ 461,5 = 599,95 ... (raiz quadrada no Excel é apenas =RAIZ):
  • Perceba que eu selecionei a célula A 2 que é onde está a temperatura. Apertando igual e estendendo para todo mundo...

  • Na terceira coluna vamos calcular a número de Mach ( M a = V / c ) onde V = 274,3   m / s e c é a velocidade do som do lado...

Estendendo todo mundo puxando esse pontinho preto do lado direito:

Passo 3

PRONTINHO! Agora só falta fazer o gráfico do Número de Mach com a temperatura. Selecione as duas colunas...

E com elas selecionadas, você pode ir a Inserir e selecionar gráficos de dispersão:

Escolha Dispersão com linhas e clique. O Excel automaticamente vai gerar pra gente o gráfico:

Pra ficar bonitinho, você pode inserir legendas:

Resposta

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