Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 90

90. Ar inicialmente a 90 kPa e 22 °C é comprimido em um arranjo pistão-cilindro até 900 kPa em um processo adiabático reversível. Determine a temperatura final e o trabalho realizado durante o processo, considerando (a) calores específicos constantes e (b) calores específicos variáveis para o ar.

Passo 1

A constante gasosa do ar é R = 0,287 kJ / kg.K (Tabela A-1). A proporção específica de calor do ar na temperatura média prevista de 425 K é k = 1,393 e R = 0,730 kJ / kg.K (Tabela A-2a).

Letra (a)

Assumindo aquecimentos específicos constantes, as relações isentrópicas ideais dos gases dão

T 2 = T 1 P 2 P 1 k - 1 k = 295 K 900 k P a 90 k P a 0,393 / 1,393 = 564,9 K

Assim,

T m é d i a = 295 + 565 2 = 430   K

a temperatura média assumida (425 K) é próxima o suficiente de seu valor.

Tomamos o ar no cilindro como sistema. O balanço de energia para este sistema fechado estacionário pode ser expresso como:

∆ E s i s t e m a = E e n t r a - E s a í

W e n t r a = ∆ U = m u 2 - u 1 = m c v T 2 - T 1

Então,

W e n t r a m = c v T 2 - T 1 = 0,730 k J k g . K 564,9 - 295 K = 197 k J k g

Passo 2

Letra (b)

Assumindo aquecimentos variáveis ​​específicos, a temperatura final pode ser determinada usando os dados de pressão relativa (Tabela A-17),

T 1 = 295 K →             P r 1 = 1,3068     e   u 1 = 210,49 k J k g

E

P r 2 = P 2 P 1 P r 1 = 900 k P a 90 k P a 1,3068 = 13,068 →           T 2 = 564,9 K   e   u 2 = 408,09 k J k g

Então a entrada de trabalho se torna

W i n m = u 2 - u 1 = 408,09 - 210,49 k J k g = 197,6 k J k g  

Resposta

T 2 = 564,9   K

  1. W e n t r a m = 197 k J k g
  2. W i n m = 197,6 k J k g
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um gás ideal passa por um processo reversível isotérmico em regime permanente. Desprezando as variações nas energias cinética e potencial do fluxo e considerando calores específicos constantes,obtenha
98. Hélio entra em um compressor adiabático com escoamento em regime permanente a 0,6k g / s ,100k P ae27° C , com uma baixa velocidade de entrada, e é comprimido para 600k P a .(a) Determine a temper
94. Ar entra um bocal adiabático a 60p s i a , 540° F e 200p é s / s é , saindo a 12p s i . Considerando o ar como um gás ideal com calores específicos variáveis e desprezando quaisquer irreversibilid
97. Ar a 427° C e 600k P a esta contido em um arranjo pistão-cilindro. O ar expande-se adiabaticamente até que a pressão atinge 100k P a . Determine a massa de ar necessária para produzir um trabalho
95. Ar é expandido em um bocal adiabático durante um processo politrópico com n = 1,3 . O ar entra no bocal a 700k P a e 100° C com uma velocidade de 30m / s , saindo a uma pressão de 200k P a . Calcu