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Como calculamos o trabalho em volumes de controle em regime permanente?
Como calculamos o trabalho em volumes de controle em regime permanente?
Passo 1
O enunciado pergunta como determinar o trabalho num volume de controle (CV) em regime permanente, ou seja, quando todas as propriedades dentro do CV não variam com o tempo. O conteúdo que vamos usar é a primeira lei da termodinâmica aplicada a um volume de controle, distinguindo o trabalho de fluxo (de pressão) e o trabalho de eixo (ou “útil”).
Passo 2
A forma geral da primeira lei num volume de controle é
onde
é a taxa de calor,
é a potência de trabalho total (fluxo
eixo), e cada termo de massa carrega entalpia
, energia cinética
e potencial
.
Passo 3
Em regime permanente temos
. Isolando
,
Passo 4
Para separar trabalho de fluxo e trabalho de eixo, note que
. O termo
corresponde ao trabalho de pressão (fluxo) nas entradas e saídas:
e o restante da potência em
é o trabalho de eixo
.
Resposta
Em regime permanente, o trabalho total é dado por
onde o trabalho de fluxo pode ser escrito como