Avaliação de Termodinâmica: Problemas e Cálculos

ATIVIDADE AS RESPOSTAS DEVEM SER APRESENTADAS À CANETA Questão 1 Um motor de automóvel funciona em regime permanente desenvolvendo uma potência de 200 HP veja a figura 1 Conhecendose os seguintes elementos característicos do seu funcionamento determine o consumo horário de combustível kgh a variação de entropia no motor kcalhK a taxa de calor perdida kcalh e o índice de eficiência deste motor Desprezar a potência elétrica para o acionamento da bomba Adote 1 HP 6408 kcalh calor específico da água 1 calgºC densidade 097 kgl Questão 2 Na figura 2 é representando um ciclo de potência de vapor com reaquecimento conhecido como Rankine Alguns dados operacionais do ciclo estão indicados na tabela Considerandose desprezíveis as variações de energia cinética e potencial determine para a água como fluido de trabalho e com uma vazão de 250 kgmin a temperatura na saída da bomba as irreversibilidades dos mecanismos quando houver a taxa de calor que entrou no ciclo e a eficiência térmica do ciclo Questão 3 Um carro possui um motor com eficiência térmica de 35 Assumese que o ar condicionado tenha um COP de 33 trabalhando para refrigerar o interior utilizando parte do trabalho produzido Qual seria a energia extra de combustível para se retirar 170 kJ do interior do carro Questão 4 Na figura 3 assumindose que todos os processos são reversíveis como seria sua análise sobre a máquina R segundo as leis termodinâmicas Justifique a sua resposta Questão 5 Considere o turbocompressor de um motor a combustão interna onde os gases de exaustão entram na turbina a 450ºC a uma vazão de 002 kgs e saem a 400ºC figura 4 O ar entra no compressor a 70ºC e 95 kPa e sai a uma vazão de 0018 kgs a 135 kPa A eficiência mecânica entre a turbina e o compressor é de 95 Usando Água de refrigeração do motor Entalpias kcalkg Temperatura ºC à 200 kPa Ar har 7 Entrada Saída Gases hg 22 40 80 Combustível hc 7800 Temperatura média de operação do motor Tm 180ºC Vazão volumétrica na bomba de água de 05 litros por segundo Relação entre consumo de ar e do combustível ṁarṁc 18 PONTO T ºC P kPa h kJkg 1 10 2 19975 3 520 5000 4 2000 335748 5 349052 6 245000 Figura 1 Figura 2 Figura 3 300ºC M 42ºC Q1 Q2 R 344 K Q3 Q4 W as propriedades do ar para os gases de exaustão determine a temperatura de saída e a irreversibilidade no compressor Questão 6 As necessidades de água potável de uma instalação com 20 funcionários devem ser atendidas por um bebedouro figura 5 O bebedouro refrigerado deve resfriar de 22ºC para 8ºC e fornecer água gelada a uma taxa de 04 litros por hora por pessoa Calor é transferido para o reservatório da vizinhança a 25ºC a uma taxa de 45 W Se o COP do sistema de refrigeração for 29 determine o tamanho em W do compressor adequado ao sistema de refrigeração desse bebedouro Figura 4 Figura 5