Calcular a variação de entropia específica para o ar quando este é aquecido de 300 a 600 k e a pressão diminui de 400 para 300 kPa , admitindo:
calor específico variável
calor específico variável
Passo 1
Beleza, aqui o que o exercício pede é: “Calcular a variação de entropia específica do ar quando ele é aquecido de 300 K até 600 K e, ao mesmo tempo, a pressão cai de 400 kPa para 300 kPa, considerando que o calor específico varia com a temperatura.”
Conteúdo: termodinâmica de gases ideais, mais precisamente a fórmula da variação de entropia para cp variável. Vamos precisar da expressão
Conteúdo: termodinâmica de gases ideais, mais precisamente a fórmula da variação de entropia para cp variável. Vamos precisar da expressão
e de um polinômio que modele
Passo 2
Adotamos o polinômio usual (valores em kJ/kg·K) para o ar na faixa 300–600 K:
com os coeficientes
Então a primeira parte da entropia é
Passo 3
Fazendo a integral termo a termo:
-
kJ/kg·K -
kJ/kg·K -
kJ/kg·K -
kJ/kg·K
Somando dá:
Passo 4
Agora a parte de pressão: para o ar
kJ/kg·K, então
Logo a variação total de entropia é
Resposta
A variação de entropia específica do ar é aproximadamente