Enunciado

Duas correntes do mesmo gás ideal com fluxos de massa e temperaturas diferentes são misturadas em regime permanente em um dispositivo de mistura adiabático. Considerando calores específicos constantes, encontre a expressão mais simples para a temperatura da mistura escrita na forma: T 3 = f ( m ˙ 1 m ˙ 3 , m ˙ 2 m ˙ 3 , T 1 , T 2 )

Passo 1

Este é um sistema em regime permanente, sem perdas, sem transferência de calor para o meio externo e sem trabalho. Então, a equação da energia pode ser resumida como:

E e n t r a = E s a i

Utilizando a entalpia, podemos expressar as energias dos fluxos de massa:

m ˙ 1 h 1 + m ˙ 2 h 2 = m ˙ 3 h 3

Como não há fluxo de calor ou trabalho que a entalpia pode ser expressa como: h = c p T . Vamos aplicar isso:

m ˙ 1 c p T 1 + m ˙ 2 c p T 2 = m ˙ 3 c p T 3

Simplificando:

m ˙ 1 T 1 + m ˙ 2 T 2 = m ˙ 3 T 3

Isolando T 3

T 3 = m ˙ 1 T 1 + m ˙ 2 T 2 m ˙ 3

Resposta

T 3 = m ˙ 1 T 1 + m ˙ 2 T 2 m ˙ 3

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Considere uma grande sala de aula em um verão quente com 150 estudantes, cada um dissipando 60 W de calor sensível. Todas as luzes, com 6,0 kW de potência nominal, são mantidas acesas. A sala não tem
Considere um dispositivo com uma entrada e uma saída. Se as vazões volumétricas na entrada e na saída são iguais, o escoamento por esse dispositivo acontecera necessariamente em regime permanente? Por
Um secador de cabelos e basicamente um duto com diâmetro constante no qual são colocadas algumas camadas de resistores elétricos. Um ventilador pequeno empurra o ar para dentro e o forca a passar pelo
Um compressor com escoamento em regime permanente e usado para comprimir hélio de 15 pisa e 70° F na entrada para 200p s i a e 600° F na saida. A área e a velocidade de saída são 0,01f t 2 e 100f t /
Ar escoa em regime permanente em um tubo a 300k P a , 77 ° C e 25m / s a uma taxa de 18k g / m i n . Determine ( a ) o diâmetro do tubo, ( b ) a taxa de transporte da energia de escoamento, ( c ) a ta