Exercícios Resolvidos Termodinâmica - Ciclo de Rankine Refrigeracao e Entropia

1 Refrigerante134a entra nas serpentinas do evaporador de um sistema de refrigeração como uma mistura saturada de líquido e vapor à pressão de 100 kPa O fluido remove 300 kJ de calor do espaço resfriado o qual é mantido a 10 C e deixa o evaporador como vapor saturado à mesma pressão Determine a A variação da entropia do refrigerante 15 pontos b A variação da entropia do espaço refrigerado 05 ponto c A variação total de entropia nesse processo 05 ponto 2 Um arranjo pistãocilindro isolado contém 14 L de água líquida saturada à pressão constante de 400 kPa A água é agitada por uma roda de pás e ao mesmo tempo uma tensão de alimentação de 110 V ligada a um resistor colocado na água faz circular uma corrente de 130 A por 135 minutos Considerando que dois terços de água permanecem na fase líquida durante esse processo a uma pressão constante determine o trabalho realizado pelas pás 25 pontos 3 Uma quantidade de calor de 350 kJ é transferida diretamente de um reservatório quente a 1450 K para um reservatório frio a 525 K Calcule a variação da entropia dos dois reservatórios e determine se o princípio de aumento da entropia é satisfeito 25 pontos 4 Um ciclo de Rankine simples ideal que utiliza água como fluido de trabalho opera a 10 kPa no condensador e a 125 Mpa e 600 C na saída da caldeira Calcule o trabalho produzido pela turbina o calor fornecido no interior da caldeira e a eficiência térmica do ciclo 25 pontos Formulário 𝑊 𝑃 𝑑𝑉 𝑉2 𝑉1 𝑛 𝑅 𝑇 ln 𝑉2 𝑉1 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜 𝑖𝑠𝑜𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑜 𝑊 𝑃 𝑑𝑉 𝑉2 𝑉1 𝑃 𝑉 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑄 𝑊 𝑈 𝐸𝑐 𝐸𝑝 𝑈 𝑚 𝑢2 𝑢1 𝐸𝑐 𝑚 2 𝑣2 2 𝑣1 2 𝐸𝑝 𝑚 𝑔 𝑧2 𝑧1 𝑄 𝑊 𝐻 𝐸𝑐 𝐸𝑝 𝐻 𝑚 ℎ2 ℎ1 𝐸𝑐 𝑚 2 𝑣2 2 𝑣1 2 𝐸𝑝 𝑚 𝑔 𝑧2 𝑧1 𝑚 𝜌 𝑉 𝜌 𝐴𝑐 𝑣𝑚𝑒𝑑 𝑦 𝑦𝑙 𝑥 𝑦𝑣 𝑦𝑙 𝑊 𝑒𝑙𝑒𝑡 𝑊𝑒𝑙𝑒𝑡 𝑡 𝑊 𝑒𝑙𝑒𝑡 𝑉 𝑖 𝑣 𝑉 𝑚 𝑉 𝑚 𝑣 𝑉 𝑚 𝐶𝑂𝑃𝑅 𝑄𝐿 𝑊 𝑙𝑖𝑞 𝐶𝑂𝑃𝑅𝑟𝑒𝑣 1 𝑇𝐻 𝑇𝐿 1 𝑄 𝑚 𝑐𝑝 𝑇 𝑆𝐹𝑄 𝑄𝐻 𝑇𝐻 𝑆𝐹𝐹 𝑄𝐿 𝑇𝐿 𝑆𝑔𝑒𝑟 𝑆𝐹𝑄 𝑆𝐹𝐹 𝑤𝑏𝑒𝑛𝑡 𝑣1 𝑃2 𝑃1 𝑤𝑏𝑒𝑛𝑡 ℎ2 ℎ1 𝑞𝑒𝑛𝑡 ℎ3 ℎ2 𝑞𝑠𝑎𝑖 ℎ1 ℎ4 𝑤𝑡𝑠𝑎𝑖 ℎ4 ℎ3 𝑤𝑙𝑖𝑞 𝑤𝑡𝑠𝑎𝑖 𝑤𝑏𝑒𝑛𝑡 𝜂 𝑤𝑙𝑖𝑞 𝑞𝑒𝑛𝑡 1 𝑞𝑠𝑎𝑖 𝑞𝑒𝑛𝑡 𝑊 𝑙𝑖𝑞 𝑚 𝑤𝑙𝑖𝑞 𝑄𝑠𝑎𝑖 𝑚 𝑞𝑠𝑎𝑖 Tabela para água Curso Engenharia Química Disciplina Termodinâmica Aplicada II Professor Marcelo Carvalho Ferreira Nome do aluno RGM Período Turma Data Nota