(Nilo, p. 284, q. 9) Ar é consumido em uma câmara de combustão na vazão de
medida nas CNTP (
). Antes de entrar na câmara de combustão, o ar é preaquecido de ( 1 bar, 300 K ) a ( 1 bar, 500 K ). Calcule a taxa de calor fornecida no preaquecedor, desprezando as variações de energias cinética e potencial e considerando
.
Passo 1
O enunciado dá vazão volumétrica de ar na CNTP de
/s (
,
atm) e informa que ele é preaquecido em pressão constante de
bar de
K para
K. Desprezando energia cinética e potencial e em regime permanente, aplicamos o balanço de energia para sistema aberto:
e, como
em fluido perfeito, resulta
Precisamos então da vazão mássica
e do valor médio de
.
Passo 2
Para calcular
usamos a equação dos gases ideais no estado CNTP:
Logo
Substituindo
obtém-se
Passo 3
Para o aquecimento de
K a
K em pressão constante, adotamos o calor específico médio de ar na faixa de temperatura,
. Assim,
Passo 4
Substituindo
,
e
K,