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Enunciado

Termodinâmica - Introdução a termodinâmica da engenharia química, J.M.Smith Van Ness- Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 21

Produtos de combustão oriundos de um queimador entram em uma turbina a gás a 10 bar e 950 ∘ C e são descarregados a 1,5 bar. A turbina opera adiabaticamente com uma eficiência de 77 % . Considerando que os produtos de combustão formem uma mistura de gases ideais com uma capacidade calorífica de 32   J m o l - 1   K - 1 , qual é o trabalho produzido na turbina por mol de gás, e qual é a temperatura dos gases na saída da turbina?

Passo 1

T 1 : = 1223.15 ⋅ K P 1 : = 10 ⋅ b a r P 2 : = 1.5 ⋅ b a r

C P : = 32 ⋅ J m o l ⋅ K η : = 0.77

Eqs. (7.18) e (7.19) derivados para compressão isentrópica aplicam-se igualmente bem para expansão isentrópica. Eles se combinam para dar:

W s : = C P ⋅ T 1 ⋅ P 2 P 1 R C P - 1 W s ' = - 15231 J m o l

W s : = η ⋅ W s ' Δ H : = W s W s = - 11728 J m o l

Eq. (7.21) também se aplica à expansão:

T 2 : = T 1 + Δ H C P T 2 = 856.64 K

Resposta

W s = - 11728 J m o l

T 2 = 856.64 K