Um escoamento de argônio a 300   K e 150   k P a é misturado com outro escoamento de C O 2 a 1600   K e 150   k P a . Sabendo que a mistura é realizada adiabaticamente e que as vazões em massa dos escoamentos são iguais a 1   k g / s , determine a temperatura e a pressão após o processo de mistura.

Passo 1

Oi, tudo bem? Vou te ajudar com essa questão!

Queremos a temperatura e a pressão após o processo de mistura.

Da equação da energia, temos que:

m ˙ h 1 = m ˙ h 2

Aplicando ao exercício, temos que:

m ˙ h 1 A r + m ˙ h 1 C O 2 = m ˙ h 2 A r + m ˙ h 2 C O 2

Por ser um processo adiabático, além de não ocorrer troca de calor, a pressão será constante. Portanto:

p 1 = p 2 = 150   k P a

Logo:

m ˙ C P T 1 A r + m ˙ C P T 1 C O 2 = m ˙ C P T 2 A r + m ˙ C P T 2 C O 2

m ˙ C P T 1 A r + m ˙ C P T 1 C O 2 = m ˙ C P A r + m ˙ C P C O 2 T 2

Resolvendo, temos que:

1 ⋅ 0,52 ⋅ 300 + 1 ⋅ 0,842 ⋅ 1600 = 1 ⋅ 0,52 + 1 ⋅ 0,842 T 2

T 2 = 1103,671   K

Resposta

T 2 = 1103,671   K

p 2 = 150   k P a

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