Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 50
50- Um compressor adiabático e reversível é alimentado com uma mistura de metano e etano a e . A composição da mistura, em base mássica, é: de metano e de etano.
Sabendo que a pressão na seção de descarga do compressor é , determine a temperatura na seção de descarga do compressor e o trabalho específico consumido neste compressor
Passo 1
Curiosidade inútil, mas que pode fazer com que a questão fique mais engraçada, e essa curiosidade é bem famosa até e talvez você saiba
O gás metano é um dos principais componentes no peido da vaca
Só isso que queria dizer sem nenhum motivo mesmo hahaha é uma substância que ao mesmo tempo tem sua utilidade na indústria e tal ela também tem seus riscos pois ela é um dos principais causadores do efeito estufa.
Como temos esse gás em mistura com o etano então precisamos dos dados da tabela para poder fazer essa questão já que não tem uma tabela específica pro etano, então nessa tabela encontramos
E como temos de metano e de etano então as propriedades dessa mistura serão:
E pronto, temos as propriedades da nossa mistura
Passo 2
Aí queremos encontrar a temperatura da saída do compressor sabendo que na entrada ela está a e e na saída a pressão é de , em um processo adiabático, então o processo pode ser descrito como
Onde e com
Como temos somente e então
Calculando o termo nós teremos:
Então a temperatura final será dada por:
Substituindo os valores que conhecemos nós teremos:
Passo 3
Agora a próxima pergunta dessa questão é saber o trabalho realizado por esse processo e esse trabalho em um compressor é normalmente calculado por:
Mas como temos um processo adiabático (que traduzido pro português correto é o mesmo que sem calor) então:
Então:
E temos nossa questão feita. Vamos fazer mais, vamos nessa?