Lista 1

Disciplina Termodinâmica II – 2015/1
Prof. Gustavo Rodrigues de Souza

Lista de Exercícios – Entrega no dia da Prova 1

1- Considere um reservatório de energia térmica a 1500 K que pode fornecer calor a uma taxa de 150.000 kJ/h. Determine a exergia dessa energia fornecida, considerando uma temperatura ambiente de 25 oC. Respostas: 33,4 kW
2- Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 1500 K à taxa de 700 kJ/s e rejeita calor para um meio a 320 K. A potência produzida pela máquina térmica é 320 kW e a temperatura ambiente é de 25 oC. Determine (a) a potência reversível, (b) a taxa de irreversibilidade e (c) a eficiência de Segunda Lei dessa máquina térmica. Respostas: (a)
550,7 kW, (b) 230,7 kW e (c) 58.1%
3- Uma casa que perde calor à taxa de 80.000 kJ/h quando a temperatura externa é de 15 oC deve ser aquecida por aquecedor por resistência elétrica. Se a casa deve ser mantida sempre a 22 oC, determine o consumo de trabalho reversível desse processo e a irreversibilidade. Respostas: 0,53 W, 21,69 kW
4- Um arranjo pistão-cilindro isolado contém 2 litros de água líquida saturada à pressão constante de 150 kPa. Um aquecedor à resistência elétrica dentro do cilindro é ligado, e um trabalho elétrico de 2200 kJ é realizado na água. Supondo que a vizinhança esteja a 25 oC e 100 kPa, determine: (a) o trabalho mínimo com o qual esse processo possa ser realizado e (b) a exergia destruída durante esse processo. Respostas: (a) 437,7 kJ, e (b)
1705 kJ
5- Um ciclo padrão a ar com calores específicos variáveis, executado em um sistema fechado é formado por quatro processos:
1-2: compressão isoentrópica de 100 kPa e 27 oC até 800 kPa
2-3: fornecimento de calor a volume constante até 1800 K
3-4: expansão isoentrópica até 100 kPa
4-1: rejeição de calor a pressão constante de volta ao estado inicial a- Mostre o ciclo nos diagramas P-v e T-s b- Calcule o trabalho líquido produzido por unidade de massa c- Determine a eficiência térmica.
Respostas: (b) 570,1 kJ/kg e (c) 51,9%
6- Um