Enunciado

Hélio entra num expansor, em regime permanente, a 800   k P a   e   300   ° C e sai do equipamento a 120   k P a . Sabendo que a vazão de He é igual a   0,2   k g / s e que o processo de expansão pode ser considerado reversível e politrópico (com expoente n = 1,30 ), calcule a potência produzida no expansor.

Passo 1

Oi pessoal, vamos analisar essa questão!

Aqui, temos um processo politrópico reversível. Portanto:

p 2 p 1 n - 1 n = T 2 T 1

Sendo n = 1,3 , temos que:

120 800 1,3 - 1 1,3 = T 2 300 + 273

T 2 = 369,84   K

O fluxo de trabalho realizado pode ser calculado por:

w = - n R n - 1 T 2 - T 1

Para o Hélio, temos que:

R = 2,0771   k J / k g K

Portanto, temos que o trabalho especifico vale:

w = - 1,3 ⋅ 2,0771 ⋅ 10 3 1,3 - 1 369,84 - 573

w = 1828,595   k J / k g

A potência é dada por:

W ˙ = m ˙ w

W ˙ = 0,2 1828,595

W ˙ = 365,719   k W

Resposta

W ˙ = 365,719   k W

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