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Mecânica dos Fluídos

Exercícios resolvidos: Mecânica dos Fluídos

Franco Brunetti IBSN: 9788576051824

Elaborado por professores e especialistas

Exercício

Uma massa de 8 kg de oxigênio sofre uma transformação de um estado (1) (p1 = 1,3 bar (abs) e T1 = 10°C) para um estado (2) (p2 = 5 bar (abs) e T2 = 95°C). Sabendo que para o oxigênio k = 1,393 e cp = 921,6 J, determinar:

a) a constante R da equação de estado;


b) o calor específico a volume constante;


c) a variação da energia interna;


d) a variação da entalpia;


e) a massa específica final.

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Para resolver este exercício, devemos utilizar os conceitos de calores específicos a pressão e volume constantes, e , respectivamente.

Passo 2 de 14keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

a)

A partir da expressão do calor específico a pressão constante, podemos calcular a constante dos gases

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Logo, a constante dos gases é

Passo 4 de 14keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

b)

O calor específico a volume constante pode ser determinado pela expressão abaixo,

Passo 5 de 14keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Logo, o calor específico a volume constante é igual a

Passo 6 de 14keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

c)

Inicialmente, vamos utilizar as expressões do calor especifico a volume constante e da energia interna específica,

Passo 7 de 14keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Substituindo a segunda expressão na primeira e substituindo os valores, temos que

Passo 8 de 14keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Logo, a variação da energia interna é

Passo 9 de 14keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

d)

Inicialmente, vamos utilizar as expressões do calor especifico a pressão constante e da entalpia específica,

Passo 10 de 14keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Substituindo a segunda expressão na primeira e substituindo os valores, temos que

Passo 11 de 14keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Logo, a variação da entalpia é

Passo 12 de 14keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

e)

Para calcularmos a massa específica devemos utilizar a equação geral dos gases

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Modificando a expressão e substituindo os valores, temos que

Passo 14 de 14keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Logo, a massa especifica final é