Lista de Termodinâmica

Universidade Federal do Amazonas Faculdade de Tecnologia Departamento de Engenharia Química Curso Engenharia Química Aluno Disciplina Termodinâmica N Professora Ângela Mari dos Santos Costella Turma Período Lista 03 Data 1 Com relação às máquinas térmicas e a Segunda Lei da Termodinâmica analise as proposições a seguir I Máquinas térmicas são dispositivos usados para converter energia mecânica em energia térmica com consequente realização de trabalho II O enunciado da Segunda Lei da Termodinâmica proposto por Clausius afirma que o calor não passa espontaneamente de um corpo frio para um corpo mais quente a não ser forçado por um agente externo como é o caso do refrigerador III É possível construir uma máquina térmica que operando em transformações cíclicas tenha como único efeito transformar completamente em trabalho a energia térmica de uma fonte quente IV Nenhuma máquina térmica operando entre duas temperaturas fixadas pode ter rendimento maior que a máquina ideal de Carnot operando entre essas mesmas temperaturas São corretas apenas a I e II b II e III c I III e IV d II e IV 2 Numa turbina o vapor de água é admitido a 800K e é expulso a 400K Se o rendimento real dessa turbina é 80 do seu rendimento ideal ou limite fornecendo 100kJ de calor à turbina ela poderá realizar um trabalho igual a 3 Uma máquina de Carnot recebe 250 kJs1 de calor de um reservatório fonte de calor a 525C e rejeita calor para um reservatório sumidouro de calor a 50C Qual é a potência desenvolvida e qual o calor rejeitado 4 As máquinas térmicas a seguir produzem uma potência de 95000 kW Em cada caso determine as taxas nas quais o calor é absorvido de um reservatório quente e descarregado para um reservatório frio a Uma máquina de Carnot operando entre reservatórios de calor a 750 K e 300 K b Uma máquina real operando entre os mesmos reservatórios de calor com uma eficiência térmica n 035 5 Estime as variações na entalpia e na entropia quando a amônia líquida a 270 k é comprimida de sua pressão de saturação de 381 kPa até 1200 kPa Para a amônia líquida saturada a 270 K V1551103 m3kg e β 2095 103 K1 6 Um quilograma de vapor dágua encontrase no interior de um dispositivo êmbolocilindro a 800 kPa e 200C Se houver uma expansão isotérmica e reversível até 150 kPa mecanicamente reversível que quantidade de calor ele absorverá 7 Um fluxo 250 Kgs de uma mistura LíquidoVapor de água com 10 de líquido está a 100 KPa A mistura é aquecida a pressão constante até 200 C Sofre na etapa seguinte um processo isotérmico a 200 C até atingir a pressão final de 20 KPa Utilizando o diagrama de Mollier determine a O caminho percorrido pelo processo representando os estados e as etapas do processo b A temperatura inicial do sistema c Estime o fluxo de calor em KW envolvido na etapa isotérmica d Estime a variação de entropia do sistema do estado inicial de mistura LV até atingir o estado de vapor saturado 1 II e IV estão corretas 2 O rendimento ideal entre 800 K e 400 K é de 50 Como a turbina tem rendimento real de 80 desse valor temos rendimento real de 40 O trabalho realizado é W 04 x 100 kJ 40 kJ 3 Tq 525 ºC 798 K e Tf 50 ºC 323 K Rendimento ideal Carnot 1 323798 05955 Potência W 05955 x 250 1489 kJs Calor rejeitado Qf 250 1489 1011 kJs 4a Rendimento de Carnot entre 750 K e 300 K 1 300750 06 Qq 95000 06 15833333 kW Qf 15833333 95000 6333333 kW 4b Eficiência real 035 Qq 95000 035 27142857 kW Qf 27142857 95000 17642857 kW 5 Δh v x ΔP 1551x10 ³ x 1200 381 1271 kJkg Δs v x β x ΔP 1551x10 ³ x 2095x10 ³ x 1200 381 266x10 ³ kJkgK 6 Estado inicial 800 kPa 200 ºC h1 28653 kJkg Estado final 150 kPa 200 ºC h2 28551 kJkg Q h2 h1 102 kJkg libera calor 7a Estado 1 mistura LV a 100 kPa e x 09 Estado 2 200 ºC 100 kPa Estado 3 200 ºC 20 kPa 7b Temperatura de saturação a 100 kPa 9963 ºC 7c h2 28551 kJkg h3 26255 kJkg Δh 2296 kJkg Q 250 x 2296 57400 kW 7d s1 sf xsfg 13026 09 x 60569 67528 kJkgK s3 70603 kJkgK Δs 03075 x 250 7688 kWK