Ar a e uma vazão mássica de entra em uma tubulação que passa no alto de um espaço em uma fábrica. Na saída da tubulação a pressão e a temperatura do ar são e , respectivamente. Considere o ar como gás ideal com . Os efeitos das energias cinética e potencial podem ser desprezados. Determine em regime permanente:
a) a taxa de transferência de calor, em , para um volume de controle incluindo a tubulação e seu conteúdo.
b) a taxa de geração de entropia, em , para um volume de controle ampliado, incluindo a tubulação e uma parcela suficiente da vizinhança, de modo que a transferência de calor ocorra a temperatura ambiente, dada por .
Passo 1
Letra a)
Começamos o nosso problema aplicando um balanço de taxa de energia em nosso sistema:
Como não temos a presença de trabalho:
Abrindo essa equação:
Calculando o calor específico:
Substituindo os dados na nossa equação
Bora para a letra b!
Passo 2
Letra b)
Aplicando a equação de taxa de equilíbrio de entropia:
Isolando a geração de entropia:
Abrindo essa equação para um gás ideal:
Substituindo os dados:
E assim a gente finaliza a nossa questão!
Até mais!