Enunciado

O bocal de propulsão de um motor a jato é alimentado com ar a 1000   K e 200   k P a . Sabendo que a velocidade do ar na seção de alimentação do bocal é 30   m / s , que o ar é descarregado do bocal a 850   K e 90   k P a , determine a velocidade na seção de descarga desse bocal. Admita que o escoamento no bocal é adiabático.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Temos uma seção de entrada e uma de saída. Para os elementos da seção de entrada, representaremos pelo índice 1 . Os elementos da seção de saída, pelo índice 2 . Vamos então organizar os dados do enunciado!

Temos, para a entrada:

p 1 = 2 00   k P a

T 1 = 1000   K

V 1 = 30   m / s

Para a seção de saída:

p 2 = 90   k P a

T 2 = 850   K

A partir da tabela das propriedades termodinâmicas ideais do ar, temos que, para a entrada e saída, suas entalpias específicas valem:

h 1 = 1046,22   k J / k g

h 2 = 877,4   k J / k g

Passo 2

A partir da equação de balanço de energia, temos que:

h 1 + 1 2 V 1 2 = h 2 + 1 2 V 2 2

Queremos a velocidade na saída, logo:

V 2 2 = 2 h 1 - h 2 + V 1 2

Calculando, temos que:

V 2 2 = 2 1046,22 - 877,4 ⋅ 10 3   J / k g + ( 30   m / s ) 2  

V 2 2 = 338540

A velocidade do ar na saída será:

V 2 = 338540

V 2 = 581,842   m / s

Resposta

V 2 = 581,842   m / s

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