2° lEI DA TERMODINÂMICA

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
TERMODINÂMICA APLICADA I – ENG 323

EXERCÍCIOS

2ª Lei Aplicada a
Volume de Controle

9.46 – 6ª Edição

Enunciado:
Um certo processo industrial requer 0,5kg/s de ar comprimido a 500kPa. A temperatura máxima aceitável para o ar comprimido é 30oC e propõe-se utilizar o arranjo mostrado na Fig. P9.46 para a produção deste insumo. A pressão e a temperatura do ambiente onde está instalado o arranjo são iguais a 100kPa e
20oC.Admitindo que o compressor opera de modo isoentrópico, determine a potência necessária para acionar o compressor e a taxa de transferência de calor no resfriador.
2

Wc

Resfriador

3

Compressor

Q
1

Fig. P9.46

9.46 – 6ª Edição

Resolução:
Hipóteses i. Ar comportando-se como gás ideal; ii. Compressor adiabático e reversível; iii. Regime permanente.
Cálculo de T2

T2  P2 
 
T1  P 
1

k 1 k T2  500 


293  100 

1,4 1
1,4

T2  464, 06 K

Cálculo de Wc






Wc  0,5.1, 004.(293  464, 06)

Wc  m .c p .T


Wc  85,87 kW

9.46 – 6ª Edição

Resolução:
Cálculo de Q






Q  0,5.1, 004.(303  464, 06)

Q  m .c p .T


Q  80,85kW
Análise

2

Wc


Resfriador

3

Compressor



Q

| Wc | h1 | Q |  h3

1






| Wc |  | Q | m .c p .(T3  T1 )

85,87  80,85  5, 02kW

0,5.1, 004.(303  293)  5, 02kW

Enunciado:

2kg/s
290K

1kg/s
400K

1

2

T=?
3

9.58 – 6ª Edição

Considere dois escoamentos de ar a 200kPa. O primeiro escoamento apresenta vazão em massa e temperatura inicial iguais a 1kg/s e 400K. O segundo apresenta vazão em massa e temperatura iguais a
2kg/s e 290K. Os dois escoamentos são misturados numa câmara e o escoamento resultante deixa a câmara a 200kPa. Determine a temperatura na seção de descarga da câmara e a taxa de geração de entropia no processo.

Resolução:
