Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 89
Calcule a temperatura e a pressão de estagnação do escoamento de ar sobre a superfície de um meteorito que está entrando na atmosfera com uma velocidade de . Admita que a temperatura e a pressão ao longe do ar são iguais a . Considere, na solução do problema, que o escoamento de ar: (a) é incompressível e (b) pode ser modelado como uma compressão adiabática.
Passo 1
Opa, tudo bem?
Da equação de Bernoulli, temos que:
Para o exercício vamos negligenciar as parcelas de transferência de calor, trabalho e energia potencial. Teremos:
Temos que:
Passo 2
Podemos relacionar esta variação de entalpia com a variação de temperatura a partir da seguinte equação:
Esta é uma variação de temperatura alta para um constante.
Do passo anterior, sabemos que:
Podemos encontrar a entalpia de estagnação:
A partir das tabelas de propriedades termodinâmicas, para esta entalpia de estagnação, interpolando, temos que:
Passo 3
Podemos modelar a nossa relação obtida da equação de bernoulli.
Substituindo os valores, temos que:
Passo 4
Se considerarmos o ar como compressível. A nossa temperatura e entalpia de estagnação se manterão. Porém a pressão será dada a partir da seguinte equação:
Os valores de entropia padrão podem ser obtidos através da interpolação nos estados:
E:
Substituindo os valores, temos que:
Resposta
Parte 1:
Parte 2: