A Termodinâmica Básica

Lista de Exercícios 2 – Termodinâmica Básica

Prof° Ricardo Chierecci

1. Um motor de caminhão grande consome 10000 J de calor e realiza 2000 J de trabalho mecânico em cada ciclo. O calor é obtido pela queima de combustível com um calor de combustão de 5.104 J/g.

1. Qual a eficiência desse motor? (Resp.: 20%)
2. Qual a quantidade de calor rejeitada em cada ciclo? (Resp.: 800 J)
3. Qual a massa de combustível queimada em cada ciclo? (Resp.: 0,20 g)

1. Uma máquina de Carnot opera com um reservatório quente a 620 K e absorve 550 kJ de calor a esta temperatura por ciclo, e fornece 335 kJ para o reservatório frio.

1. Qual o trabalho produzido por ciclo? (Resp.: 215 kJ)
2. Encontre a temperatura da fonte fria. (Resp.: 377,6 K)
3. Qual é a eficiência desta máquina? (Resp.: 39,1 %)

1. Uma unidade de potência com capacidade nominal de 800.000 kW produz vapor a 585 K e descarrega calor para um rio a 295 K. Se a eficiência térmica é de 70 % do máximo possível, calcule a quantidade de calor perdida.(Resp: 1.505.418 kW)

1. A figura abaixo fornece um esboço de uma planta de potência a vapor na qual a água continuamente circula através de quatro componentes, como mostrado. A água escoa através da caldeira e do condensador a pressão constante e através da turbina e da bomba adiabaticamente.

1. Esboce o ciclo em coordenadas T-s
2. Determine a eficiência térmica e compare com a eficiência térmica de um ciclo de Carnot operando entre as temperaturas máxima e mínima. (Resp: 18,1% e 26,5%)

[pic 1]

1. A figura mostra o esquema de um ciclo motor a vapor d’água com vazão mássica de 10 kg/s. Em primeira aproximação, pode-se admitir que os processos que ocorrem na turbina e na bomba são adiabáticos e reversíveis. Desprezando as variações de energia cinética e potencial e considerando as pressões no gerador de vapor e no condensador, respectivamente, 20 bar e 0,2 bar, calcule:

1. A potência para acionar a bomba; (Resp: 1.192 kW)
2. A potência da turbina; (Resp: 7.138 kW)
3. O fluxo de calor trocado na caldeira; (Resp: 18.907,1 kW)
4. O fluxo de calor trocado no condensador; (Resp: 12.961 kW)
5. O rendimento térmico do ciclo; (Resp: 31,45%)

[pic 2]

[pic 3]

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