termo dinamica

Lista de Exercícios Termodinâmica Aplicada

1) Um inventor alega ter desenvolvido um ciclo de potência capaz de fornecer uma saída líquida de trabalho de 410 kJ por meio de uma entrada de energia por transferência de calor de 1000 kJ. O sistema percorrendo o ciclo recebe a transferência de calor de gases quentes à temperatura de 500 K e descarrega energia por transferência de calor a atmosfera a 300 K.
Avalie essa afirmação.

Resolução:
Eficiência Térmica Máxima (eficiência de Carnot)

Eficiência Térmica do Ciclo

Não pode ser verdadeira a afirmação, pois a eficiência térmica máxima que pode ser obtida entre os reservatórios a essa dada temperatura é menor que a apresentada.

2) Conforme ilustra a figura, dois ciclos reversíveis são colocados em série de forma que cada um produza a mesma quantidade de trabalho líquido, W ciclo. O primeiro ciclo recebe energia
QH por transferência de calor de um reservatório quente 1000 R (282,4°C) e rejeita a energia
Q por transferência de calor para um reservatório a temperatura intermediária T. O segundo ciclo recebe a energia Q por transferência de calor do reservatório à temperatura T e rejeita a energia Qc por transferência de calor para um reservatório a 400 R (-50,9°C). Todas as transferência de energia são positivas nos sentidos das setas. Determine:

a) A temperatura intermediária T, em R, e as eficiências térmicas dos dois ciclos de potência.
b) A eficiência térmica de um único ciclo de potência reversível operando entre os reservatórios quente e frio a 1000 R e 400 R, respectivamente. Determine também o trabalho líquido desenvolvido pelo único ciclo, expresso em termos de trabalho líquido desenvolvido por cada um dos dois ciclos, W ciclo.
Resolução:
a)

Para ciclo reversível,

e

e

Substituindo na fórmula inicial

, logo

b)
c)

Porém,

, logo

3) Um ciclo de potência operando em regime permanente recebe energia por transferência de calor a partir da combustão de um combustível a uma temperatura média de 1000 K. Por