Um mol de dióxido de carbono é comprimido adiabaticamente de 1 bar a
para 10 bar. Devido a irreversibilidades e ao projeto inadequado do compressor, o trabalho necessário para que o compressor funcione é 25 % maior do que o trabalho fornecido a um compressor bem projetado (reversível). Calcule a temperatura de saída do dióxido de carbono e o trabalho que precisa ser fornecido para o compressor reversível e irreversível. Considere
um gás ideal com
constante e igual a
.
Passo 1
O enunciado trata de um compressor adiabático que comprime
mol de
de
,bar e
(
,K) até
,bar. É idealizar o gás como ideal com
,J mol
K
constante. Vamos calcular a temperatura de saída e o trabalho para o caso reversível (isentrópico) e o caso real (irreversível) sabendo que o trabalho real é
maior que o isentrópico.
Passo 2
Determinar as propriedades necessárias:
Passo 3
Para compressão adiabática reversível (isentrópica) de gás ideal vale
Passo 4
Calcular a razão de temperaturas:
Passo 5
O trabalho do compressor reversível (dispositivo de escoamento estacionário, adiabático) satisfaz
Passo 6
No caso real irreversível o trabalho é
maior:
Passo 7
A temperatura de saída real em regime estacionário adiabático vem de
Resposta
Temperatura de saída no processo reversível:
,K
Temperatura de saída no processo irreversível: ,K
Temperatura de saída no processo irreversível:
Trabalho no processo reversível:
,kJ
Trabalho no processo irreversível: ,kJ
Trabalho no processo irreversível: