Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 94
94. Ar entra um bocal adiabático a , e , saindo a . Considerando o ar como um gás ideal com calores específicos variáveis e desprezando quaisquer irreversibilidades, determine sua velocidade de saída.
Passo 1
Bora fazer mais uma questãozinha sobre entropia!
Olha só! Em condições especificadas, o ar é um gás ideal com aquecimentos específicos variáveis.
O processo pelo qual o nosso gás, no caso, o ar passa, é dado como reversível e adiabático e, portanto, isentrópico. Portanto, relações isentrópicas de gases ideais se aplicam.
Passo 2
Assumindo aquecimentos específicos variáveis, o que precisamos fazer agora é determinar as propriedades de entrada e saída...
Por isso, vamos lá!
Na tempratura de entrada de , temos que...
Sabendo que a pressão de entrada é de e a de saída é de , vamos fazer uso do fato de que as propriedades se relacionam com a pressão também...
Pela equação abaixo...
Onde substituindo os valores numéricos, obtemos que:
E para essa faixa, sabemos que:
Agora sim! Temos os dados que precisávamos!
Passo 3
Tomamos o bocal como sistema, que é um volume de controle.
O balanço de energia para este sistema de fluxo constante pode ser expresso na forma de taxa como...
Só que como estamos em regime permanente, além do fato de que o processo é adiabático...
Então,
Essa relação acima, pode ser escrita como...
Substituindo os valores numéricos correspondentes...
Pronto! Obtemos nossa resposta!