Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 87
Argônio é expandido em uma turbina isentrópica de 2 MPa e 500 °C até 200 kPa. Determine a temperatura de saída e o trabalho que essa turbina produziu por unidade de massa de argônio.
Passo 1
Entendendo o problema:
O gás argônio se expande adiabaticamente, ao passar por uma turbina. Uma vez que o processo é adiabático, conclui-se que também é isentrópico, ou seja, a entropia do sistema continua constante. O balanço de energia para o sistema admite que o fluxo de energia que entra na turbina é igual ao que sai:
Que leva ao seguinte balanço:
Como o trabalho por unidade de massa é uma das grandezas que o problema pede, o termo do trabalho é isolado na equação (2). Nesta expressão, o trabalho e a massa estão representados como taxas (grandeza sobre unidade de tempo). Assim, isolando o termo de trabalho e dividindo a equação em ambos os lados, pela taxa mássica , temos:
Em que é o trabalho específico, ou seja, o trabalho por unidade de massa de argônio produzido pela turbina.
Passo 2
O trabalho produzido, dado na equação (3), é determinado pelo produto entre o calor específico à pressão constante e a diferença entre as temperaturas de entrada e saída do processo. Para o argônio , , e (Tabela A-2b). Então
Assim, a temperatura de saída do processo precisa ser determinada. Como o problema é isentrópico, e sabendo que para o argônio a razão entre os calores específicos é de 
, temos que a temperatura na saída da turbina é
Logo nossa
Passo 3
Calculando o trabalho saindo da turbina
Substituindo
Resposta
Temperatura de saída da turbina: 
Trabalho produzido pela turbina :