Exercício de Termodinâmica I 245

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S
w = 0,24 (1000 – 673) = 78,48 Btu/lbm;
= m. (se– si ) = - m. Rln (Pe/Pi)
.
=
Te = Ti (Pe/Pi )
.
S
Ar a 540 F, 60 lbf/in.2 com um fluxo de volume de 40 pés3/s passa por uma turbina 
adiabática com pressão de exaustão de 15 lbf/in.2. Despreze as energias cinéticas e use 
calores específicos constantes. Encontre a temperatura de saída mais baixa e mais alta 
possível. Para cada caso encontre também a taxa de trabalho e a taxa de geração de entropia.
= 1000 (15/60)0,286 = 673R
Te = T eu
C = 0
C. = m. w = 508,5 Btu/s
Ti = 540 F = 1000 R vi 
= RTi /Pi = 53,34 × 1000/(60 × 144) = 6,174 pés3 / lbm
= 1000R
ln (15/60) = 0,616 Btu/sÿR
Sonntag, Borgnakke e Wylen
- 6,479×
= 0 
geração
eu
9.154E
.
53,34
b. Saída mais alta T, para nenhum treino.
778
= V / vi = 40/6,174 = 6,479 lbm/s
.
a. saída mais baixa T, esta deve ser reversível para o máximo trabalho.
•
geração
k
k-1
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1
-616,82
Entropia Eq.9.7:
.
9.155E
+ m
3
-102,87
= 8,332 lbm/s ÿ m
1
Continuidade Eq.6.9:
1s1 + m . 2s2 + S.
Estado 1: Tabela F.8.1 h1 = 131,68 Btu/lbm, s1= 0,2741 Btu/lbm R Estado 2: 
Tabela F.8.2 h2 = 748,5 Btu/lbm, s2 = 1,4604 Btu/lbm R Estado 3: Tabela F.8.2 
h3 = 645,63 Btu/lbm, s3= 1,2956 Btu/lbm R Como todos os estados são 
conhecidos, a equação da energia estabelece a relação entre as taxas de fluxo de 
massa e a equação da entropia fornece a geração de entropia.
eu
.
1s1 - m. 2s2
= 10 × 1,2956 – 1,668 × 0,2741 – 8,332 × 1,46 = 0,331 Btu/sÿR
.
.
é
1h1 + m . 2h2 = m. 3h3
Câmara de mistura CV + válvula. Estável, sem transferência de calor, sem trabalho.
T
= m.
.
= 1,668 lbm/s 
h1 - h2
.
eu
Os fluxos das duas fontes são alimentados através de válvulas para uma câmara de 
mistura isolada, que então produz o estado de saída desejado. Encontre as duas taxas de fluxo 
de massa da fonte e a taxa total de geração de entropia por esta configuração.
CÂMARA
3
Sonntag, Borgnakke e Wylen
S
MISTURA
= m. 3;
eu
= 10×
3 - m= m.
Energia Eq.6.10:
2
.
Solução:
.
2
1h1 + (m. 3 - m. 1)h2 = m. 3h3 => m.
= m. 3s3 -m
.
É necessário um suprimento de 10 lbm/s de amônia a 80 lbf/in.2, 80 F. Duas fontes 
estão disponíveis, uma é líquido saturado a 80 F e a outra a 80 lbf/in.2, 260 F.
eu
= m. 3s3
1 2
2 1
geração
geração
1 3
h3 - h2
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