termodinamica

LISTA DE EXERCÍCIOS TERMODINÂMICA AVANÇADA – PERÍODO 2/2014
1) Uma turbina adiabática a gás recebe uma mistura de 10% de CO2, 10% de H2O e 80% de N2, numa base de massa a
1000 K, de 500 kPa. A taxa de fluxo de volume (vazão volumétrica) é de 2 m3/s na alimentação da turbina, e sua descarga está a 700 K, 100 kPa. Determine a potência fornecida pela turbina em kW, utilizando valores de calor específico constantes a 300 K, da tabela A.5.
Solução:
Volume de controle: Turbina, fluxo constante de entrada e saída com uma mistura de gás ideal, q = 0.
Equação da energia:

Rmistura  c A RA  cB RB

2) Um recipiente rígido tem um 1 kg de argônio a 300 K e 150 kPa e 1 kg de argônio a 400 K e também a 150 kP, inicialmente separados. Eles são misturados sem qualquer transferência de calor externo (adiabaticamente).
Determine T, P finais? Ocorre alguma geração de entropia?

Equação da energia:

U  mu  U 2  U 2  m2u2  m1u1 m1  m1a  m1b m1a  m1b  m m2  2m u1  u1a  u1b
U 2  U 2  2mu2  mu1a  m1b u2  u1  Cv T2  T1 

T1  T1a  T1b
U 2  U 2  mCV 2T2  T1a  T1b   0

Equação do processo:

Ocorre variação de entropia apenas devido às mudanças de temperatura, não da P, internamente temos um Q durante a variação de temperatura.

3) Um fluxo de gás A e um fluxo de gás B são misturados em regime permanente numa proporção molar de 1:1 na mesma Temperatura. Determine a geração de entropia por kmol de mistura.
Solução:
Para este caso, cada componente tem uma fracção molar de 50%, assim:

Pela equação:

Smistura   R  nk ln yk k 4) A descarga do ar úmido de uma secadora de roupas é a 35 o C, 80% de umidade relativa. O fluxo é conduzido para cima através de um tubo através do telhado e uma abertura para a atmosfera. Devido à transferência de calor no tubo de fluxo é arrefecida a 24 ° C no momento em que atinge o respiradouro. Encontrar a relação de humidade do fluxo para fora do secador de roupa e a ventilação. Encontrar