O bocal de propulsão de um motor a jato é alimentado com ar a 1000   K e 200   k P a . Sabendo que a velocidade do ar na seção de alimentação do bocal é 40   m / s , que o ar é descarregado do bocal a 500   m / s e 90   k P a , determine a temperatura do escoamento na seção de descarga desse bocal. Admita que o escoamento no bocal é adiabático.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Temos uma seção de entrada e uma de saída. Para os elementos da seção de entrada, representaremos pelo índice 1 . Os elementos da seção de saída, pelo índice 2 . Vamos então organizar os dados do enunciado!

Temos, para a entrada:

p 1 = 200   k P a

T 1 = 1000   K

V 1 = 4 0   m / s

Para a seção de saída:

p 2 = 90   k P a

V 2 = 500   m / s

A partir da tabela das propriedades termodinâmicas ideais do ar, temos que, para a entrada e sua entalpia específica vale:

h 1 = 1046,22   k J / k g

Passo 2

A partir da equação de balanço de energia, temos que:

h 1 + 1 2 V 1 2 = h 2 + 1 2 V 2 2

Podemos descobrir a entalpia na seção de saída. Temos que:

h 2 = h 1 - 1 2 V 2 2 - V 1 2

Calculando, temos que:

h 2 = 1046,22 - 1 2 500 2 - 40 2 1000  

h 2 = 922,02   k J / k g

Para esta entalpia, a 90   k P a , temos um valor de temperatura entre 850 e 900   K . Podemos interpolar para encontrar o valor exato.

T 2 = 850 + 900 - 850 922,02 - 877,4 933,15 - 877,4

T 2 = 890   K

Resposta

T 2 = 890   K

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