Gás nitrogênio entra em um difusor a 100 kPa e 110 °C com velocidade de 205 m/s, saindo a 110 kPa e 45 m/s. Estima-se que 2,5 kJ/kg de calor são perdidos pelo difusor para a vizinhança a 100 kPa e 27 °C. A área de saída do difusor e de 0,04 m2. Considerando a variação dos calores específicos com a temperatura, determine (a) a temperatura de saída, (b) a taxa de destruição da energia e (c) a eficiência de segunda lei do difusor.

Vamos lá! A questão nos afirma que o calor é perdido pelo ar que flui num difusor. A temperatura de saída, a taxa de destruição por esforço e a eficiência da segunda lei devem ser determinadas.

Podemos representar a questão como

Assumindo que:

1. Existem condições de funcionamento estáveis.
2. A alteração potencial de energia é insignificante.
3. O nitrogênio é um gás ideal com aquecedores específicos variáveis.

A constante gasosa de nitrogênio é R = 0,2968 kJ/kg.K. Para este problema, nós usamos as propriedades do software EES. Lembre-se que para um gás ideal, a entalpia é apenas uma função da temperatura, enquanto a entropia é uma função da temperatura e da pressão. Na entrada do difusor e no estado morto, temos