9. Simplifique o balanço de energia em sistemas abertos para cada uma das situações abaixo. Identifique quando possível se os termos da carga térmica e do trabalho de eixos são positivos ou negativos, quando diferentes de zero.
a) Vapor entra uma turbina rotativa e gira uma alavanca ligada a um gerador. As correntes de entrada e de saída de vapor têm a mesma altura. Alguma energia é transferida para os arredores como o calor.
b) Uma corrente de líquido flui através de um trocador de calor que o aquece de 25 a 80 ºC. As tubulações de entrada e saída têm o mesmo diâmetro e não há diferença de altura entre estes pontos.
c) Água passa através da eclusa de uma barragem e cai sobre um rotor de turbina, que gira uma alavanca ligada a um gerador. A velocidade do fluido em ambos os lados da barragem é desprezável, e a água passa por mudanças de pressão e temperatura insignificantes entre a entrada e a saída.
d) Petróleo bruto é bombeado através de uma tubulação subterrânea. O tubo de entrada está localizado a 200 m acima da tubulação de saída. O diâmetro da tubulação é constante durante todo o percurso e a bomba está localizada no meio do caminho da tubulação. Toda energia dissipada como atrito é removida como calor através das paredes dos tubos.
e) Uma reação química ocorre em um reator contínuo que não contém partes móveis. Variações na energia cinética e potencial no reator são desprezíveis.