Ar entra em um volume de controle com pressão de 8 bar, temperatura de 600 K e velocidade de 30 m/s, através de uma área de 0,002 m2. Na saída, a p...

Para calcular a vazão mássica do ar, podemos utilizar a equação da continuidade, que relaciona a vazão mássica com a densidade, a área e a velocidade do fluido. A equação é dada por: Q = ρ * A * V Onde: Q é a vazão mássica (em kg/s) ρ é a densidade do ar (em kg/m³) A é a área de entrada do volume de controle (em m²) V é a velocidade do ar (em m/s) Primeiro, vamos calcular a densidade do ar na entrada e na saída do volume de controle. Utilizando a equação do gás ideal: PV = nRT Onde: P é a pressão (em Pa) V é o volume (em m³) n é o número de mols R é a constante dos gases ideais (8,314 J/(mol·K)) T é a temperatura (em K) Podemos calcular a densidade utilizando a fórmula: ρ = m/V Onde: m é a massa (em kg) V é o volume (em m³) Agora, vamos calcular a vazão mássica: Q = ρ * A * V Substituindo os valores fornecidos: Pressão de entrada (P1) = 8 bar = 8 * 10^5 Pa Temperatura de entrada (T1) = 600 K Velocidade de entrada (V1) = 30 m/s Área de entrada (A) = 0,002 m² Pressão de saída (P2) = 2 bar = 2 * 10^5 Pa Temperatura de saída (T2) = 400 K Agora, vamos calcular a densidade do ar na entrada e na saída: ρ1 = P1 / (R * T1) ρ2 = P2 / (R * T2) Substituindo os valores: ρ1 = (8 * 10^5) / (8,314 * 600) ρ2 = (2 * 10^5) / (8,314 * 400) Agora, vamos calcular a vazão mássica: Q = ρ1 * A * V1 Substituindo os valores: Q = (ρ1 * A * V1) = ((8 * 10^5) / (8,314 * 600)) * 0,002 * 30 Calculando o valor: Q ≈ 0,279 kg/s Portanto, a alternativa correta é a letra a) 0,279 kg/s.