Ar escoa, a uma vazão constante, através de um tubo horizontal, para uma valvula parcialmente fechada. O tubo que deixa a válvula é suficientemente maior do que o tubo antes de sua entrada, de lal forma que a variação da energia cinetica do ar ao escoar atraves da válvula e desprezivel. A val. vula e os tubos são isolados. As cond çōes do ar a montante da válvula são de
e 6 bar, e a pressão a jusante é de 3 bar. Sendo o ar considerado um gás ideal, qual é a sua temperatura a uma certa distăncia a jusante da válvula?
Passo 1
O enunciado diz que o ar escoa, com vazão constante, através de uma válvula parcialmente fechada em um tubo horizontal. O sistema (válvula e tubos) é adiabático e não há variação significativa da energia cinética do ar ao atravessar a válvula. A jusante a pressão é de 3 bar, a montante era de 6 bar e
C. Vamos usar o balanço de energia para escoamento permanente sem troca de calor nem trabalho e com Δ(energia cinética) desprezível.
Passo 2
Para escoamento permanente, adiabático e sem trabalho de eixo, a primeira lei reduz-se a
e desprezando variação de energia cinética e potencial, fica
Passo 3
Tratando o ar como gás ideal, a entalpia específica é função apenas da temperatura:
Como
, temos
Passo 4
Logo, a temperatura a jusante da válvula é igual à temperatura a montante, ou seja,
(ou
).
Resposta
A temperatura a jusante da válvula permanece em
C.