termodinamica

Bocais e Difusores
São normalmente utilizados em motores a jato, foguetes, ônibus espaciais e até mesmo mangueiras de jardim. Um bocal é um dispositivo que aumenta a velocidade de um fluido à custa da pressão, ou seja, se a velocidade aumenta a pressão estática diminui. Um difusor é um dispositivo que aumenta a pressão estática de um fluido quando a velocidade diminui, ou seja, quando o fluido desacelera.

A taxa de transferência de calor entre o fluido que escoa em um bocal ou um difusor e sua vizinhança é geralmente muito pequena, e, portanto desprezível, assim como uma eventual variação na energia potencial. Também não envolvem trabalho, e com isso a equação de energia para esses dispositivos fica:

0=Q ̇_VC-W ̇_VC+m ̇(h_e +(V_e^2)/2+gz_e )-m ̇(h_s+ (V_s^2)/2+gz_s )

Q ̇_VC-W ̇_VC=m ̇[(h_s-h_e )+((V_s^2-V_e^2)/2)+g(z_s-z_e )]

0-0=m ̇[(h_s-h_e )+((V_s^2-V_e^2)/2)+0]

0/m ̇ =(h_s-h_e )+((V_s^2-V_e^2)/2)

0=(h_s-h_e )+((V_s^2-V_e^2)/2)

h=u+p.v se m ̇_e= m ̇_s →v_e=v_s→u_e=u_s
Fica claro que a energia do escoamento nos bocais e difusores depende da velocidade e da pressão do escoamento

Turbinas e Compressores
Turbinas são dispositivos que retiram energia de escoamento de um fluido transformando em trabalho. Já os compressores, assim como as bombas e os ventiladores, são utilizados para aumentar a pressão do fluido, porém diferem nas tarefas executadas. Ventilador aumenta a ligeiramente a pressão de um gás, compressor é capaz de aumentar bastante a pressão de um gás e bombas funcionam de forma parecida a um compressor, mas para líquidos.
Para todos os casos a transferência de calor é desprezível, bem como a variação nas energias cinética e potencial. Com isso a equação de energia pode ser representada como:
0=Q ̇_VC-W ̇_VC+m ̇(h_e +(V_e^2)/2+gz_e )-m ̇(h_s+ (V_s^2)/2+gz_s )

Q ̇_VC-W ̇_VC=m ̇[(h_s-h_e )+((V_s^2-V_e^2)/2)+g(z_s-z_e )]

0-W ̇_VC=m ̇[(h_s-h_e )+0+0]

W ̇_VC=m ̇(h_e-h_s)
Válvulas de Estrangulamento
É