(b) Aplicando a equação da conservação da energia em um volume de controle cuidadosamente escolhido, encontre a taxa de geração interna de energia. (1,0 ponto)
Passo 1
Vamos começar resumindo o que a questão pede. Precisamos aplicar a equação de conservação da energia em um volume de controle bem escolhido para encontrar a taxa de geração interna de energia. Isso faz parte da termodinâmica, onde estudamos como a energia é transferida e transformada em sistemas.
Passo 2
A equação de conservação da energia para um volume de controle pode ser escrita assim:
Aqui:
-
é a variação da energia total no sistema. -
é a taxa de calor transferido para dentro do sistema. -
é a taxa de trabalho realizado pelo sistema. -
e são as taxas de massa entrando e saindo do sistema, respectivamente. -
e são as entalpias das massas que entram e saem. -
é a taxa de geração interna de energia, que queremos encontrar.
Passo 3
Para encontrar a taxa de geração interna de energia (
), vamos isolar esse termo na equação:
Resposta
A taxa de geração interna de energia é: