Questão 3270910

• Banca: CESGRANRIO
• Órgão: Transpetro
• Ano: 2018
• Provas: CESGRANRIO - 2018 - Transpetro - Engenheiro Júnior - Processamento (Químico)
• Disciplina: Engenharia Química e Química Industrial
• Assuntos: Termodinâmica e Equilíbrio de Fases

O dióxido de carbono (CO₂) é um gás muito utilizado em vários processos industriais, dentre os quais o de produção de bebida alcoólica. Considere-se que o dióxido de carbono é um gás ideal, em repouso, com uma temperatura de 127 ^oC, e pressão a 1000 kPa e sofre uma aceleração isentrópica, atingindo um número de Mach de 0,5. A temperatura, em Kelvin, após a aceleração, é de, aproximadamente:

Dado

Calor específico de gás ideal k* = 1,25 para uma temperatura de 400 K

• A. 989,76
• B. 832,85
• C. 712,89
• D. 558,72
• E. 387,88

Gabarito: E

Comentários

• Alguém poderia explicar essa?

• Estudei muito pouco sobre esse assunto, mas a resposta está associada a uma equação isentrópica que relaciona a temperatura de estagnação do gás e de aceleração do gás em função do número Mach.

  De forma bem simples, em processos industriais o escoamento de gases faz com que, em regiões em que a tubulação faz curva, como cotovelos, a velocidade do gás tenda a zero e ele sofra uma estagnação. Esse processo ocorre considerando que não há mudança de entropia do sistema, por esse motivo é isentrópico. O número de Mach é uma relação entre a velocidade do fluido e a velocidade do som naquele meio. Existem algumas fórmulas isentrópicas que relaciona temperatura, pressão, hentalpia, velocidade, e uma dessas fórmulas relaciona a temperatura diretamente com o número Mach:

  Te = T. { 1 + [(k*-1)/2].M^2 }

  Em que:

  Te - temperatura de estagnação do gás

  T - temperatura de aceleração

  k* - calor específico do gás

  M - número de Mach

  Isolando T na equação e substituindo os respectivos valores, encontramos exatamente T=387,88K.