Hidrogênio gasoso a e pressão é admitido em um volume de controle isolado operando em regime permanente para o qual . Metade do hidrogênio é descarregado do dispositivo a e a , e a outra metade é descarregada a e . Os efeitos das energias cinética e potencial são desprezíveis. Utilizando o modelo de gás ideal com o calor específico constante , determine o menor valor possível para a pressão de admissão , em .
Passo 1
Opa, beleza?
Pronto para começarmos a resolver mais uma questão?
Espero que sim!
Bora lá!
Começamos o nosso problema aplicando a equação da continuidade em nosso sistema:
Como , temos:
Assim:
Aplicando a equação de taxa de energia:
Abrindo:
Como , e substituindo os termos de vazão mássica, temos:
Substituindo os dados:
A equação de taxa de energia está satisfeita!
Passo 2
Aplicando a equação de taxa de equilibro de entropia:
Como , e substituindo os termos de vazão mássica, temos
Passo 3
Para gases ideais, temos as seguintes relações:
Assim, a nossa equação do Passo 2 fica:
Substituindo os dados e sabendo que e :
Passo 4
Substituindo:
Temos:
Isolando o que queremos:
Aplicando as propriedades logarítmicas:
Passo 5
Por fim, calculando menor valor possível para a pressão de admissão:
Para a pressão mínima:
Então:
Substituindo :
Ufa, terminamos!
Até a próxima questão!