Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 194

Três quilos de gás hélio a 100   k P a e 27   ° C são comprimidos adiabaticamente até 900   k P a . Considerando que a eficiência da compressão isentrópica é de 80 % , determine o trabalho necessário e a temperatura final do hélio.

Passo 1

Olá! Tudo certo? Nesta questão devemos determinar a entrada de trabalho e a temperatura final.

Devemos saber que:

1. As alterações cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.

2. O dispositivo é adiabático e, portanto, a transferência de calor é insignificante.

3. O hélio é um gás ideal.

4. As propriedades do hélio são c v = 3,1156   k J / k g ⋅ K e k = 1,667 (Tabela A- 2 b ).

Passo 2

Como este é um sistema fechado, pois nenhuma massa cruza os limites do sistema, o balanço energético deste sistema pode ser expresso como:

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

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

Passo 3

Temos que a temperatura de saída isentrópica é:

T 2 s = T 1 P 2 P 1 ( k - 1 ) / k = 300 900 100 0,667 1,667 = 722,7   K

Passo 4

Por fim, calcularemos a entrada de trabalho durante o processo isentrópico e, logo em seguida, a entrada de trabalho durante o processo real.

W i s e n t ,   e n t r a = m c v T 2 s - T 1 = 3 3,1156 722,7 - 300 = 3950   k J

Entrada de trabalho durante o processo real:

W e n t r a = W i s e n t ,   e n t r a η = 3950 0,80 = 4938   k J

Resposta

T 2 s = 722,7   K

W e n t r a = 4938   k J

Ver Outros Exercícios desse livro