Enunciado

Air, assumed to be an ideal gas with k 5 1.40, flows isentropically through a nozzle. At section 1, conditions are sea

level standard (see Table A.6). At section 2, the temperature is 2508C. Estimate (a) the pressure, and (b) the density of the air at section 2.

Passo 1

Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊

Os dados são os seguintes:

Da tabela de propriedades da atmosfera à nível do mar: z = 0   m

Temperatura na seção 1: T 1 = 288,16   K

Pressão na seção 1: p 1 = 101350   P a

Densidade na seção 1: ρ 1 = 1,2255   k g / m 3

Razão do calor específico: k = 1,40

Temperatura na seção 2: T 2 = - 50 ° C = 223   K

Passo 2

a) Como o processo é isentrópico:

P 2 P 1 = T 2 T 1 k / k - 1

→ P 2 = P 1 T 2 T 1 k / k - 1

Substituindo valores:

P 2 = 101350 223 228,16 1,4 / 1,4 - 1

∴ P 2 = 41,321   k P a

Passo 3

b) Para a lei de gás ideal, a densidade na seção 2 pode ser calculada como

ρ 2 = P 2 R T 2

Onde R = 287   m 2 / s 2 ⋅ K para ar úmido

ρ 2 = 41321 287 ⋅ 223

∴ ρ 2 = 0,646   k g / m 3

Resposta

a) P 2 = 41,321   k P a

b) ρ 2 = 0,646   k g / m 3

Exercícios de Livros Relacionados

Qual é a diferença entre as formas de energia macroscópica e microscópica?
A análise de uma hélice que opera em água a 20 ºC mostra que a pressão nas extremidades da hélice cai para 2 kPa em velocidades altas. Determine se há perigo de cavitação para a hélice.
Se a pressão de uma substância for aumentada durante o processo de fervura, a temperatura também aumenta ou permanece constante? Porquê?
Uma bomba é usada para transportar água para um reservatório mais alto. Se a temperatura da água for de 25 ºC, determine a pressão mais baixa que pode ocorrer na bomba sem cavitação.
A densidade do ar atmosférico varia com a altitude, diminuindo com o aumento da altitude. (a) Usando os dados da tabela, obtenha a relação da variação da densidade com a altitude e calcule a densidade