Prova de Termodinâmica: Máquinas Térmicas e Propriedades de Substâncias

INSTRUMENTO DE AVALIAÇÃO PROVA ESCRITASEM CONSULTA DURAÇÃO 120 MINUTOS INSTRUÇÕES PARA A PROVA Respostas à tinta Numerar as páginas Responder em qualquer ordem desde que indicadas Identificar em todas as folhas nome semestre turma curso e disciplina Objetivo Avaliar conhecimentos sobre termodinâmica aplicada as maquinas térmicas propriedades de substância pura vapor de água e caldeiras a vapor Conteúdos conceito de calor e trabalho primeira lei da termodinâmica aplicada à volume de controle e sistema segunda lei da termodinâmica volume específico entalpia energia interna entropia pressão temperatura líquido saturado comprimido mistura líquido vapor vapor saturado vapor superaquecido título geradores de vapor e turbinas a vapor Habilidades Utilizar corretamente as equações identificar a condição do fluido em diagrama e tabelas termodinâmicas classificar geradores de vapor e turbinas a vapor Algumas constantes 1 cv 75 kgfms 735 W 632 kcalh 1 atm 1013 bar 1033 kgfcm² 10132 kPa 760 mmHg 1 Vinte quilocalorias de calor são adicionados a um sistema com energia interna inicial igual a 2 kcal Sendo o trabalho realizado pelo sistema igual a 4270 kgfm qual é a energia interna final Valor 10 ponto 2 Dez quilogramas de mistura saturada são mantidos no recipiente da figura abaixo a 40 C e um título de 06 Qual é o volume de líquido o volume de vapor e a pressão da mistura Valor 10 ponto 3 Determinar o calor trocado entre os pontos 1 e 2 admitindo que o regime de escoamento é permanente Dados m 2 kgs v1 5 ms v2 20 ms h1 5 kjkg h2 15 kjkg Valor 15 pontos 4 Uma massa de 002 kg de vapor saturado está contida no cilindro da figura abaixo A mola com constante de mola k 60 kNtm toca a ponta do pistão de 160 kg sem atrito Calor é adicionado até que a mola comprima 6 cm Sendo a aceleração de gravidade igual a 98 ms² e a pressão atmosférica no local igual a 100 kPa faça a estimativa da temperatura final do vapor Obs não esquecer da pressão atmosférica na parte superior do pistão Valor 15 pontos 5 Para as duas colunas abaixo ligue a coluna da esquerda com seu respectivo significado à direita Valor 10 ponto Superaquecedor O gás quente proveniente da queima passa por dentro de tubos trocando calor com uma coluna de água Economizador Aproveitamento da energia contida em um gás para aquecimento de um fluido para um processo Tira gem Aquecimento do vapor saturado para a condição de vapor superaquecido Flamotubular Água passa por dentro de tubos trocando calor com o gás proveniente da combustão Caldeira de recuperação Caminho que o gás faz em uma caldeira até a saída da mesma Aquatubular Aquecimento da água antes de chegar ao tubulão 6 Para os dados fornecidos pelo fabricante abaixo supondo que a caldeira de leito fluidizado borbulhante tenha a água de alimentação aquecida até a temperatura de 50 C determine a taxa de combustível necessária para a operação com lignina Valor 20 pontos Q mhe he Ve2 Ve22 1000 J Nkgkg Pi Pisto Pisto pressão mínima de 500 kpa ver tangente líquida comprimidos Entrada p5000 kpa 6040 5508 17195 x 21361 kJkg 5040 x 17495 p10000 kpa 6040 25947 17636 y 21791 kJkg 5040 x 17636 p50c 10000 5000 23791 21361 De 21507 kJkg 6200 5000 De 21361 Saída p6000 kpa 550 500 354006 342212 x 346952 kJkg 300 500 X 342212 p8000 kpa 550 500 352101 339827 y 347737 kJkg 320 500 Y 339827 p50c 8000 6000 344737 346952 De 346177 kJkg 6200 6000 De 346952 6 míc 200000 346177 31509 0915 1894 4187 míc 8443860 kgs