Enunciado

Um bocal convergente-divergente opera em regime permanente. Ar, na condição de gás ideal com k=1,4, escoa pelo bocal, sendo descarregado na atmosfera a 14,7 lbf/in² e 510°R. Um choque normal localiza-se no plano de saída com px=9,714 lbf/in². A área do plano de saída é de 2 in². O escoamento é isentrópico até o choque. Determine

  1. A área da garganta
  2. A entropia produzida no bocal

Passo 1

Fala pessoaaal! Como vocês estão? Bora pra mais uma questãozinha massa!

Pra começar, vamos assumir que o volume de controle age em um estado estático e só há transferência de calor quando a temperatura for igual a inicial. Também o efeito da gravidade vai ser desconsiderado.

Pro desenrolar da nossa questão, vamos fazer algo semelhante ao que foi feito na anterior 7.48.

Assim, temos que:

W c v m a x = m e f = m h - h 0 - T 0 s - s 0 + v 2 2

Mas nós também temos que:

h 0 → h f T 0 = 62,99 k J k g ;           s 0 → s f T 0 = 0,2245 k J k g   K

Logo:

h = h f + x   h f g = 2432,79   k J / k g

s = s f + x   s f g = 7,7705 k J k g   K

Por fim:

W c v m a x = 2 10 5 3600   2396,8 - 2173,25 + 2,45 1 10 3 = 11,1   M W

Resposta

W c v m a x = 11,1   M W

s = 7,7705 k J k g   K

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