Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 111
Um compressor refrigerado a água é alimentado com ar a e e a pressão na seção de descarga do equipamento é igual a . A eficiência isotérmica deste compressor é e a transferência de calor no compressor real é igual àquela no compressor ideal. Determine o trabalho específico de compressor e a temperatura do ar na seção de descarga do compressor.
Passo 1
Opa, tudo bem?
Bora resolver mais uma questão de termodinâmica juntos?
Vamos lá!
Começamos o problema expondo os dados fornecidos pelo problema para facilitar a visualização do processo descrito.
Início:
Final:
O processo possuí eficiência isotérmica de e a transferência de calor no compressor real é igual àquela no compressor ideal.
Feito isso, vamos começar os cálculos necessários!
Passo 2
O problema nos pede para calcular o trabalho específico de um compressor, para isso utilizamos a equação de energia:
Temos que o sistema é isotérmico ideal, e desprezando as variações de energia cinética e potencial, temos que:
Devemos então, calcular a transferência de calor.
Passo 3
Calculando a transferência de calor.
Nós estamos analisando um compressor isotérmico ideal, temos que:
Integrando fica:
Modificando:
Sendo um processo reversível:
Pela Tabela A.5, para o ar, obtemos:
Substituindo os dados:
Assim:
Como a eficiência isotérmica deste compressor é , então o trabalho específico do compressor é:
Estamos quase no fim, vamos lá!
Passo 4
Para calcularmos a temperatura do ar na seção de descarga do compressor devemos voltar na equação de energia do Passo 2, mas dessa vez não considerando um processo isotérmico ideal:
Modificando a equação para ficar em função de e das temperaturas:
Substituindo os dados nós obtemos o que desejamos:
Fim!
Foi mais fácil do que imaginava né?
Até a próxima!