QUESTÃO 3: (Valor:
)
O gais A se expande adiabaticamente por uma turbina que realiza um trabalho. O fluxo de entrada escoa a 100 bar e 600 K , enquanto a saída está a 20 bar e 445 K . Usando o artificio de trajetória de cálculos e a rede termodinámiea, estime quantos moles de gás são necessários escoarem pela turbina para obtenção de 10000 J de trabalho. Os dados a seguir estão disponiveis para A.
O gais A se expande adiabaticamente por uma turbina que realiza um trabalho. O fluxo de entrada escoa a 100 bar e 600 K , enquanto a saída está a 20 bar e 445 K . Usando o artificio de trajetória de cálculos e a rede termodinámiea, estime quantos moles de gás são necessários escoarem pela turbina para obtenção de 10000 J de trabalho. Os dados a seguir estão disponiveis para A.
Passo 1
O enunciado diz que um gás A se expande adiabaticamente numa turbina, entrando em (100 bar, 600 K) e saindo em (20 bar, 445 K), e que o trabalho obtido deve ser 10000 J. Precisamos calcular quantos mols desse gás devem passar pela turbina para gerar esse trabalho. Vamos usar a primeira lei da termodinâmica para um processo adiabático estacionário e a definição de entalpia.
Passo 2
Em regime estacionário adiabático e desprezando variações de energia cinética e potencial, a primeira lei reduz-se a
onde
é o trabalho produzido pela turbina,
o número de mols, e
,
as entalpias molares na entrada e na saída, respectivamente.
Passo 3
Para encontrar
é necessário conhecer as entalpias molares do gás A a (100 bar, 600 K) e (20 bar, 445 K) — seja por meio de tabelas de propriedades ou de valores de
. Como o enunciado não forneceu nem os valores de
nem as tabelas de entalpia para o gás A, não é possível calcular numericamente
e, consequentemente, o valor de
.
Resposta
Não há como estimar o número de mols sem os dados termodinâmicos (entalpias ou
) do gás A nas condições dadas.