Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 150
Dióxido de carbono (, a 1 bar, 300 K, entra em um compressor operando em regime permanente e é comprimido adiabticamente até um estado de saída de 10 bar, 520 K. O é modelado como um gás ideal e os efeitos das energias cinética e potencial são desprezíveis. Para o compressor determine, (a) o trabalho de entrada, em kJ por kg de em escoamento, (b) a taxa de geração de entropia, em kJ/K por kg de em escoamento, e (c) a eficiência isentrópica do compressor.
Passo 1
Simbora lá!
Vamo lá, aplicando o balanço de energia, já desprezando o que foi dito no enunciado, ficaremos com:
Para as unidades que queremos,
Onde .
Bora pra tabela A-23, lá vamos conseguir umas informações bacana, teremos:
e
Substituindo na nossa expressão, teremos:
O sinal negativo indica trabalho entrando no compressor!
Passo 2
Show, agora vamo pra produção de entropia, realizando o balanço de entropia, já considerando o que foi dito no enunciado, teremos:
Temos , substituindo os dados que coletamos no passo anterior, teremos:
Passo 3
A eficiência isentrópica será dada por:
Como o processo é isentrópico, . Assim, vamos encontrar , temos:
Substituindo, teremos:
Vamo na tabela A-23 novamente para encontrar , veremos que vai ser necessário dar uma interpolada, fazendo isso, teremos:
Assim, substituindo na nossa expressão de eficiência, teremos:
Resposta
- 207,84 kJ/kg
- 0,079 kJ/kgK
- 80,7%