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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 102

Uma mistura de 75 % de dióxido de carbono e 25 % de etano em base molar inicialmente a 1.300   K   e   1.000   k P a expande- se em uma turbina para 100   k P a . A vazão em volume na entrada da turbina é de 180   L / s . Determine a potência realizada pela mistura, considerando (a) aproximação de gás ideal e (b) a regra de Kay.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

A partir da segunda lei da termodinâmica, o trabalho mínimo necessário para separar a mistura gasosa é igual ao trabalho reversível durante o processo de mistura, que é igual à destruição de exergia durante o processo de mistura.

Portanto:

s - g e n = - 8,314 0,5 ln ⁡ 0,5 + 0,5 ln ⁡ 0,5

s - g e n = 5,763   k J / k m o l ⋅ K

A massa molar da mistura é dada por:

M m = 0,5 28 + 0,5 44

M m = 36

Logo a entropia da mistura será:

s g e n = s - g e n M m

s g e n = 0,1601   k J / k g ⋅ K

O trabalho mínimo será:

w m í n = T 0 s g e n

w m í n = 300 ⋅ 0,1601

w m í n = 48   k J / k g

Resposta

w m í n = 4 8   k J / k g

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