Enunciado

O ar em um isolado e rígido tanque de ar comprimido cujo volume é de 0,5   m 3 está inicialmente a 4.000   k P a e 20   ° C . Ar suficiente é liberado do tanque para reduzir a pressão para 2.000   k P a . Como resultado dessa liberação, qual é a temperatura do ar restante no tanque?

Passo 1

Hey hey, vamo lá! O ar em um tanque de ar comprimido rígido e isolado é liberado até que a pressão no tanque se reduza a um valor especificado. A temperatura final do ar no tanque deve ser determinada.

Passo 2

Nós tomamos o tanque como o sistema, que é um volume de controle desde que a massa atravessa o limite. Observando que as energias microscópicas de fluidos fluidos fluidos fluidos e não fluidos são representadas pela entalpia h e energia interna u, respectivamente, os balanços de massa e energia para este sistema de fluxo uniforme podem ser expressos como:Equilibrio de massa:

Equilibrio de energia:’

Combinando os dois balanços:

As massas inicial e final são dadas por

Passo 3

A temperatura do ar que sai do tanque muda desde a temperatura inicial no tanque até a temperatura final durante o processo de descarga. Assumimos que a temperatura do ar que sai do tanque é a média das temperaturas inicial e final do tanque. A substituição na equação do balanço energético dá

Cuja solução por tentativa-erro ou por um solucionador de equações como o EES é

Resposta

T 2 = 241   K = - 32 ° C

Ver Outros Exercícios desse livro