0,2 kg/s de gás nitrogênio circula através de um bocal adiabático. Na entrada do bocal, a pressão é de 200 Kpa e a velocidade do gás pode ser despr...

Para resolver esse problema, podemos utilizar a equação da conservação da massa e a equação de Bernoulli. Pela conservação da massa, temos que a vazão mássica na entrada é igual à vazão mássica na saída: m_p = m_s Onde m_p é a massa que entra no bocal e m_s é a massa que sai do bocal. Pela equação de Bernoulli, temos que: P_p + 1/2 * rho_p * v_p^2 = P_s + 1/2 * rho_s * v_s^2 Onde P_p é a pressão na entrada do bocal, rho_p é a densidade do gás na entrada, v_p é a velocidade do gás na entrada (que pode ser desprezada), P_s é a pressão na saída do bocal, rho_s é a densidade do gás na saída e v_s é a velocidade do gás na saída. Podemos utilizar a tabela de propriedades intensivas para o gás N2 para encontrar a densidade do gás na entrada e na saída. Na entrada, temos que a pressão é de 200 kPa e a temperatura não foi informada. Podemos assumir que a temperatura é ambiente (25°C ou 298 K). Na tabela, encontramos que a densidade do gás N2 na entrada é de 1,145 kg/m³. Na saída, temos que a pressão é de 120 kPa e a temperatura é de 27°C ou 300 K. Na tabela, encontramos que a densidade do gás N2 na saída é de 1,184 kg/m³. Substituindo os valores na equação de Bernoulli, temos: 200000 Pa + 1/2 * 1,145 kg/m³ * 0 m/s^2 = 120000 Pa + 1/2 * 1,184 kg/m³ * v_s^2 Isolando v_s, temos: v_s = sqrt((2 * (200000 Pa - 120000 Pa)) / 1,184 kg/m³) v_s = 68,6 m/s Portanto, a velocidade de saída do gás nitrogênio é de 68,6 m/s.