Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 100
Uma mistura de de dióxido de carbono e de etano em base molar inicialmente a expande- se em uma turbina para . A vazão em volume na entrada da turbina é de . 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.
Da Tabela , temos que:
Vamos descobrir a massa molar da mistura para descobrir a constante do gás da mistura.
A constante do gás será:
Passo 2
A fração mássica de cada gás é encontrada a partir da regra geral:
Portanto, temos que:
Passo 3
O fluxo de massa é dado por:
O calor específico a pressão constante da mistura será:
O calor específico a volume constante da mistura será:
A relação de calor específica da mistura será:
Passo 4
Para a expansão isentrópica dentro da turbina, temos que:
O trabalho desenvolvido pela turbina será:
Passo 5
Na regra de Kay, tenta-se prever o comportamento da mistura trantando-a como uma pseudo-substancia, portanto, a pressão e temperatura pseudo-críticas são dadas por:
A pressão pseudo-critica é dada por:
Podemos então calcular a pressão e a temperatura reduzida:
Com estes dados podemos encontrar o valor do fator de compressibilidade correspondente:
Descobrir o fluxo de massa:
E enfim calcular o trabalho: