Exercícios 1

AS RESPOSTAS DEVEM SER APRESENTADAS À CANETA Questão 1 Dispondo de um saco de areia como o sistema e o resto do mundo como vizinhança observe a figura ao lado Apesar de algum calor ter sido gerado por atrito quando o saco de areia 20 kg atingiu o solo esse calor dever ter se dissipado e a areia retornado à sua temperatura inicial a do ambiente que está a 7ºC Adotando o estado 1 o saco de areia 7ºC a 50 m de altura e o estado 2 como sendo o saco de areia 7ºC no solo qual seria o valor estimado de entropia JK do sistema A 45 B 56 C 35 D 48 E 42 Demonstre os cálculos e conceitos Questão 2 Um pesquisador de engenharia afirma ter criado um equipamento indicado pela letra A na figura com coeficiente de desempenho de 60 operando de forma reversível e ideal segundo Carnot Baseandose no modelo demonstrado na figura podese concluir que A Tratase de um motor de eficiência de 1667 B É impossível ter construído um equipamento capaz de tal performance porque está em desacordo com a 2ª lei da termodinâmica C Tratase de uma bomba de calor com eficiência isentrópica de 100 D É impossível porque a performance do equipamento é maior que obtido pelo teorema de Carnot E Tratase de um refrigerador com eficiência isentrópica de 8333 Demonstre os cálculos e conceitos Questão 3 Na figura 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 4 No início do processo de compressão de um ciclo de ar que opere com uma taxa de compressão de 18 a temperatura é 300 K e a pressão é 01 MPa A razão de corte V3V2 para o ciclo é igual a 2 Determine a temperatura e a pressão ao final de cada processo do ciclo e a eficiência térmica Considere o mecanismo de deslocamento positivo Adote para o ar cp 10065 kJkgK e R 0287 kJkgK Vela de ignição ou injetor de combustível Válvula Ponto morto superior Diâmetro Curso Ponto morto inferior Movimento alternativo Mecanismo de manivela Movimento de rotação Volume morto Parede do cilindro Pistão rc V3V2 2 V1V2 18 p101 MPa s c s c 48 Uma massa de 5 kg de vapor dágua saturado a 300 kPa é aquecida a pressão constante até que a temperatura atinja 200C Calcule o trabalho realizado pelo vapor durante esse processo Resposta 1659 kJ 49 Um arranjo pistãocilindro que não sofre atrito contém inicialmente 200 l de refrigerante134a líquido saturado O pistão está livre para se mover e sua massa é tal que mantém uma pressão de 900 kPa sobre o refrigerante O refrigerante é então aquecido até que sua temperatura atinja 70C Calcule o trabalho realizado durante esse processo Resposta 5571 kJ 496 Um arranjo pistãocilindro sem atrito contém inicialmente ar a 200 kPa e 02 m³ Nesse estado uma mola linear F x está tocando o pistão mas sem exercer qualquer força sobre o mesmo O ar é então aquecido até o estado final de 05 m³ e 800 kPa Determine a o trabalho total realizado pelo ar e b o trabalho realizado contra a mola Mostre também o processo em um diagrama Pv Respostas a 150 kJ b 90 kJ AR P1200 kPa V102m³ ermocnami ca 2 WuESTROA Jdados M anua l 50nm 2934ms logo auiaco de atayia 500K M TE TaTF 300K 6Ta6lt 6Te 504 A 4 5aco de cueia Ssema R wto do musdo ugndong 3 Ep Q A calcloco Ep 6TF TF Epmal20 931 som 2Calo qpodo palo alilo yoi dupdo Ep 4340 Km Ep 4340T cOPAy TE COP coy deenpudo de wn Ta ap To TE 1onde onde j ksm AS 350 6Ta TF TE 6 Ta do yazuabibqu TFinp do wesolouo 61a 6Te TE uacão COP Cbomba TE STa 6 Bomn ba de calo Desa tormio Ta Caldeira TaTr GTa 6Te Ta Ta 6Ta 6Te Ta 6Ta6Te 5Ta Cico de Ranki Ta Turbia Ta Te allinalua C Pou de aoaucb com o udo ole canot Conders POJTO TaTe 6ThTo PoNTO A waida do condu sadon age lquida Pe 494 25 ufo S000 0si dodo do unqel a000 pusãt PoNTO 6 aido ola Tnbina de bauca ho 24s0y a 2le PoNTO S aida do yeaqut Ldou6 d00Gko e hs 3440 52 kl A942S 33524 34a0Sa a4 5000 tabela PoNTO a yaica dlo bonba PoNTO uaida do calou vapor Wuapuaa3 5000 wke Ts S30c PouTO L oida de usbira de alla pesiaaPa 000 Pa has 33 S2 Az wi pCalulavdo 1 Taida dabom ba ponto ha PA228 Pa Ponto 3e4 M bin Vi 0004 m 4366 64 ww Pa 1942Sa h3h4 hgh4 K 00o4 m Kr ibshahsba 4 yusnai eimica Q 4 1623315 2 13304 4 16 Wbina Wbomba pola cquaggo ha htt DiPaP A9425 4 223 Po he 422 Onde min hshevauaço na caldua hsh4 vuagit vo uaaaei FaTA DHDOS