Um sistema industrial opera com ar como fluido de trabalho e é composto pelos seguintes quatro dispositivos( 6,0 ):
  1. Compressor adiabático (1 \rightarrow 2)
  2. Câmara de mistura (2+5 \rightarrow 3)
  3. Turbina adiabática (3 \rightarrow 4)
  4. Válvula de expansão ( 4 \rightarrow 6 )
O sistema opera em regime permanente, e as variações de energia cinética e potencial são desprezíveis, exceto quando indicado. O ar pode ser tratado como gás ideal com calor específico médio constante.
A seguir estão descritas as propriedades conhecidas do fluido:
  • No ponto 1, o ar entra no compressor a 100 \mathrm{kPa}, \mathbf{2 5}^{\circ} \mathrm{C}, com entalpia de \mathbf{3 0 0 ~ k J} / \mathrm{kg} e vazão mássica de \mathbf{0 , 6 ~ k g} / \mathbf{s}.

Passo 1

O sistema em questão é um ciclo termodinâmico industrial em regime permanente, composto por compressor adiabático (1→2), câmara de mistura (2+5→3), turbina adiabática (3→4) e válvula de expansão (4→6). Para resolvê-lo, usaríamos balanços de massa (especialmente na mistura) e de energia para cada dispositivo, considerando entalpias específicas, efeitos adiabáticos e vazões mássicas.

Passo 2

Para aplicar esses balanços, precisamos conhecer as propriedades (pressão, temperatura ou entalpia) em todos os estados (2, 3, 4, 5 e 6) e, se for o caso, as eficiências do compressor e da turbina. Até agora, só temos os dados do ponto 1.

Resposta

Não há dados suficientes (faltam propriedades nos pontos 2, 3, 4, 5 e 6 ou eficiências) para formular e resolver os balanços de massa e energia de cada componente.

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