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Exercícios 4. O difusor de um motor a jato é projetado para diminuir a energia cinética do ar que entra no compressor sem nenhuma interação de trabalho ou calor. Calcule a velocidade da saída do ar no difusor quando ele entra a 100 kPa, 20ºC e entalpia 293 kJ/kg, com velocidade de 500 m/s, sai a 200 kPa, 90 ºC e entalpia 363 kJ/kg. Observação: como a diferença de altura é pequena entre a entrada e a saída, depreze variações de energia potencial. A. 132 m/s B. 232 m/s C. 332 m/s D. 432 m/s E. 532 m/s
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Anderson de Souza

mês passado

Respostas

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mês passado

Para resolver essa questão, podemos usar a primeira lei da termodinâmica para um sistema em regime estacionário, que pode ser expressa na forma de energia: \[ \Delta h + \frac{V_2^2}{2} - \frac{V_1^2}{2} = 0 \] Onde: - \( \Delta h \) é a variação de entalpia, - \( V_1 \) é a velocidade de entrada, - \( V_2 \) é a velocidade de saída. Dado: - \( h_1 = 293 \, \text{kJ/kg} \) - \( h_2 = 363 \, \text{kJ/kg} \) - \( V_1 = 500 \, \text{m/s} \) Calculando a variação de entalpia: \[ \Delta h = h_2 - h_1 = 363 \, \text{kJ/kg} - 293 \, \text{kJ/kg} = 70 \, \text{kJ/kg} = 70 \times 10^3 \, \text{J/kg} \] Agora, substituindo na equação da energia: \[ 70 \times 10^3 + \frac{V_2^2}{2} - \frac{(500)^2}{2} = 0 \] Rearranjando a equação para encontrar \( V_2 \): \[ \frac{V_2^2}{2} = \frac{(500)^2}{2} - 70 \times 10^3 \] Calculando \( \frac{(500)^2}{2} \): \[ \frac{(500)^2}{2} = \frac{250000}{2} = 125000 \, \text{J/kg} \] Agora, substituindo: \[ \frac{V_2^2}{2} = 125000 - 70000 = 55000 \, \text{J/kg} \] Multiplicando por 2: \[ V_2^2 = 110000 \, \text{m}^2/\text{s}^2 \] Agora, tirando a raiz quadrada: \[ V_2 = \sqrt{110000} \approx 331.66 \, \text{m/s} \] Arredondando, temos \( V_2 \approx 332 \, \text{m/s} \). Portanto, a alternativa correta é: C. 332 m/s.

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