Ar é admitido em um compressor operando em regime permanente a e uma vazão volumétrica de , sendo comprimido até e . A potência necessária é . Utilizando o modelo de gás ideal e ignorando os efeitos das energias cinética e potencial, obtenha os seguintes resultados:
a) Para um volume de controle envolvendo somente o compressor, determine a taxa de transferência, em , e a variação da entropia específica entre a entrada a saída, em . Que informação adicional seria necessária para a avaliação da geração de entropia?
b) Calcule a taxa de geração de entropia, em , para um volume de controle estendido envolvendo o compressor e uma parcela de sua vizinhança próxima, de maneira que a transferência de calor ocorra a uma temperatura ambiente de .
Passo 1
Opa, vem comigo resolver essa questão!
Fica de olho!
Letra a)
Começamos o nosso problema aplicando um balanço de massa em nosso sistema:
Calculando a taxa mássica:
Substituindo os dados:
Pela tabela do Apêndice A, para o ar com propriedades ideais, obtemos as seguintes propriedades a e :
Aplicando um balando de energia no sistema:
Substituindo os dados:
Passo 2
Calculando a variação de entropia:
Substituindo os dados:
Passo 3
Letra b)
Aplicando a equação de taxa de equilíbrio de entropia:
Isolando a geração de entropia:
Substituindo os dados:
Até a próxima questão!