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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 174

Repita o Prob. 9–173 considerando calores específicos constantes à temperatura ambiente.

Passo 1

Vamos assumir que:

As premissas do padrão aéreo são aplicáveis.

As alterações cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.

O ar é um gás ideal com aquecimentos específicos constantes.

Sabemos que as propriedades do ar à temperatura ambiente são

R = 0.287 k J / k g K ,   c p = 1.005 k J / k g K ,   c v = 0.718 k J / k g K ,   k = 1.4

Vamos utilizar a figura abaixo para análise:

Passo 2

Os processos de análise 1-2 e 3-4 são isentrópicos. Portanto,

Para r p = 6 :

T 2 = T 1 P 2 P 1 ( k - 1 ) / k = 500.6 K

T 4 = T 3 P 4 P 3 ( k - 1 ) / k = 779.1 K

q i n = h 3 - h 2 = c p ( T 3 - T 2 ) = 803.4 k J / k g

q o u t = h 4 - h 1 = c p ( T 4 - T 1 ) = 481.5 k J / k g

w l i q = q i n - q o u t = 321.9 k J / k g

η t h = w l i q q i n = 40.1 %

E para r p = 12 :

T 2 = T 1 P 2 P 1 ( k - 1 ) / k = 610.2 K

T 4 = T 3 P 4 P 3 ( k - 1 ) / k = 639.2 K

q i n = h 3 - h 2 = c p ( T 3 - T 2 ) = 693.2 k J / k g

q o u t = h 4 - h 1 = c p ( T 4 - T 1 ) = 340.9 k J / k g

w l i q = q i n - q o u t = 352.3 k J / k g

η t h = w l i q q i n = 50.8 %

Passo 3

Agora com isso, podemos fazer a letra a:

Δ w l i q = 30.4 k J / k g  

(aumenta)

Passo 4

E a letra b)

Δ η t h = 10.7 %

(aumenta)

Resposta

Δ w l i q = 30.4 k J / k g  

Δ η t h = 10.7 %

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