4 Questões Termodinamica - Excel

TERMODINÂMICA RESOLVER NO EXCEL 4 questões 1ª Análise Verificação das habilidades de interpretação do problema e utilização dos conceitos da Primeira Lei da Termodinâmica Você foi contratadoa como Engenheiroa para avaliar o seguinte sistema Um tanque rígido e isolado contém 2 kg de uma mistura líquido e vapor dágua saturados a 150 kPa Verificase que ¾ da massa estão na fase líquida Um resistor elétrico inserido no tanque é conectado a uma fonte de 110 V e uma corrente de 8 A flui pelo resistor Welétrica 880 W Determine em quanto tempo todo o líquido do tanque será evaporado Apresente também uma investigação sobre o efeito da massa inicial de água sobre o tempo necessário para a completa evaporação do líquido Varie a massa inicial entre 1 e 10 kg Apresente um gráfico de tempo de evaporação versus massa inicial fator 1000 VA 1 kJs Pontuação Cálculo do t 10 Gráfico t versus massa inicial 05 Apresentar seus resultados em planilha no Excel Utilizar o miniREFPROP 2ª Análise Verificação das habilidades de interpretação do problema e utilização da Primeira Lei da Termodinâmica PLT para solucionálo Você foi contratadoa para analisar um problema de gasto desnecessário de energia e determinar a economia anual que seria possível Utilizando seus conhecimentos sobre PLT apresente os resultados para o contratante Uma empresa é proprietária de um edifício que possui 200 salas de coworking e 100 salas privativas Cada sala de coworking está equipada com 12 lâmpadas fluorescentes cada uma consumindo 110 W As salas privativas possuem a metade desse quantitativo de lâmpadas O edifício funciona 290 dias por ano As salas de coworking e as salas privativas não são ocupadas durante três horas por dia em média no entanto as luzes são mantidas acesas Considerando que o custo unitário da eletricidade é de R 077067kWh determine e apresente em sua análise os seguintes resultados a qual o consumo total em kW b quantas horas por ano as lâmpadas permanecem acesas mas as salas não estão sendo ocupadas hano c qual a economia de energia por ano kWhano d qual o valor da economia por ano que a empresa terá observando ainda que as luzes das salas de coworking e das salas privativas são desligadas nos períodosdias em que não são utilizadas Apresentar seus resultados em planilha no Excel Pontuação Item a 05 Item b 05 Item c 05 Item d 05 3ª Análise Verificação das habilidades de interpretação do problema e utilização da Primeira Lei da Termodinâmica PLT para solucionálo Vapor dágua entra em uma turbina adiabática na condição de 140 bar 550 ºC e velocidade de escoamento de 90 ms através de quatro jatos de 25 cm de diâmetro cada O fluido de trabalho sai na condição de 07 bar velocidade de 12 ms e título de 090 De acordo com as informações repassadas pela indústria apresente em sua análise a a potência de saída da turbina kW b a potência de saída da turbina desconsiderando a variação de energia cinética kW Utilizar o miniREFPROP e planilha no Excel Pontuação Item a 075 Item b 075 4ª Análise Verificação das habilidades de interpretação do problema e utilização da Primeira Lei da Termodinâmica PLT para solucionálo Duas correntes de água se misturam para formar a alimentação de uma caldeira Os dados do processo são os seguintes Corrente de alimentação 1 120 kgmin e T 30 ºC Corrente de alimentação 2 175 kgmin e T 65 ºC Pressão da caldeira 17 bar O vapor sai da caldeira através de uma tubulação de 6 cm de diâmetro Determine a a velocidade do vapor na saída da caldeira em ms b o calor de entrada requerido pela caldeira em kJmin se o vapor que sai está saturado na pressão da caldeira Despreze as energias cinéticas das correntes de entrada A caldeira é considerada um trocador de calor Utilizar o miniREFPROP e planilha no Excel Pontuação Item a 10 Item b 10 Safety Rules for Backyard Play 1 Always use the swing and slide properly to avoid injuries 2 Do not climb on the roof of the playhouse to prevent falls 3 Make sure the trampoline safety net is closed at all times while jumping 4 Avoid pushing or shoving others when on play equipment 5 Wear appropriate footwear to protect your feet 6 Check for any sharp objects or debris in the play area before starting to play 7 Never leave the play area without an adults permission 8 Use caution and be respectful of others playing to ensure everyones safety and fun Enjoy your playtime TERMODINÂMICA RESOLVER NO EXCEL 4 questões 1ª Análise Verificação das habilidades de interpretação do problema e utilização dos conceitos da Primeira Lei da Termodinâmica Você foi contratadoa como Engenheiroa para avaliar o seguinte sistema Um tanque rígido e isolado contém 2 kg de uma mistura líquido e vapor dágua saturados a 150 kPa Verificase que ¾ da massa estão na fase líquida Um resistor elétrico inserido no tanque é conectado a uma fonte de 110 V e uma corrente de 8 A flui pelo resistor Welétrica 880 W Determine em quanto tempo todo o líquido do tanque será evaporado Apresente também uma investigação sobre o efeito da massa inicial de água sobre o tempo necessário para a completa evaporação do líquido Varie a massa inicial entre 1 e 10 kg Apresente um gráfico de tempo de evaporação versus massa inicial fator 1000 VA 1 kJs Pontuação Cálculo do t 10 Gráfico t versus massa inicial 05 Apresentar seus resultados em planilha no Excel Utilizar o miniREFPROP Dados do exercício mi2kg P1150 kPa x1025 Estado Inicial 1 x1025 P1150kPa determinar u por meio do minirefprop Estado Final 2 x21P1150kPa determinar u por meio do minirefprop 1ª Lei da Termodinâmica m u2u1QW elet W eletmu2u1 Assim W eletW elet Δt ΔtW elet W elet 2ª Análise Verificação das habilidades de interpretação do problema e utilização da Primeira Lei da Termodinâmica PLT para solucionálo Você foi contratadoa para analisar um problema de gasto desnecessário de energia e determinar a economia anual que seria possível Utilizando seus conhecimentos sobre PLT apresente os resultados para o contratante Uma empresa é proprietária de um edifício que possui 200 salas de coworking e 100 salas privativas Cada sala de coworking está equipada com 12 lâmpadas fluorescentes cada uma consumindo 110 W As salas privativas possuem a metade desse quantitativo de lâmpadas O edifício funciona 290 dias por ano As salas de coworking e as salas privativas não são ocupadas durante três horas por dia em média no entanto as luzes são mantidas acesas Considerando que o custo unitário da eletricidade é de R 077067kWh determine e apresente em sua análise os seguintes resultados a qual o consumo total em kW b quantas horas por ano as lâmpadas permanecem acesas mas as salas não estão sendo ocupadas hano c qual a economia de energia por ano kWhano d qual o valor da economia por ano que a empresa terá observando ainda que as luzes das salas de coworking e das salas privativas são desligadas nos períodosdias em que não são utilizadas Apresentar seus resultados em planilha no Excel Pontuação Item a 05 Item b 05 Item c 05 Item d 05 Dados N 200 salas de coworking n100 salas privativas T24 horas por dia ligadas t3 horas por dia no qual não há ocupação D290 dias de funcionamento por ano P110 W Custo R 077067kWh a Total de lâmpadas TLN12n6 Consumo em kW Consumo emkW TLP 1000 Consumo em kWhano ConsumoTLP 1000 DT b Horasacesas por anoDt c Economiaem kWhTLP 1000 Horasacesas por ano d Economiaem R EconomiaemkWhCusto 3ª Análise Verificação das habilidades de interpretação do problema e utilização da Primeira Lei da Termodinâmica PLT para solucionálo Vapor dágua entra em uma turbina adiabática na condição de 140 bar 550 ºC e velocidade de escoamento de 90 ms através de quatro jatos de 25 cm de diâmetro cada O fluido de trabalho sai na condição de 07 bar velocidade de 12 ms e título de 090 De acordo com as informações repassadas pela indústria apresente em sua análise a a potência de saída da turbina kW b a potência de saída da turbina desconsiderando a variação de energia cinética kW Utilizar o miniREFPROP e planilha no Excel Estado 1 P1140 T1550 vapor superaquecido Obter h1e v1 pelo minirefprop Assim mVA v1 V 4 π D 2 4 v1 πV D 2 v1 Estado 2 P107 x109 saturação Obter a h pelo minirefprop a Considerando a turbina como adiabática Q0 e o processo em regime permanente dE dt 0 pela 1ª Lei da Termodinâmica temse que 00 W turbina mh1V 1 2 mh2 V 2 2 W turbina mh1 V 1 2 mh2V 2 2 b Desprezando os efeitos da variação de energia cinética pela 1ª Lei da Termodinâmica temse que 00 W turbina mh1 m h2 W turbina mh1h2 4ª Análise Verificação das habilidades de interpretação do problema e utilização da Primeira Lei da Termodinâmica PLT para solucionálo Duas correntes de água se misturam para formar a alimentação de uma caldeira Os dados do processo são os seguintes Corrente de alimentação 1 120 kgmin e T 30 ºC Corrente de alimentação 2 175 kgmin e T 65 ºC Pressão da caldeira 17 bar O vapor sai da caldeira através de uma tubulação de 6 cm de diâmetro Determine a a velocidade do vapor na saída da caldeira em ms b o calor de entrada requerido pela caldeira em kJmin se o vapor que sai está saturado na pressão da caldeira Despreze as energias cinéticas das correntes de entrada A caldeira é considerada um trocador de calor Estado 1 m1120 kg min P117 T 130 líquidosubresfriado Obter h1 Estado 2 m2175kgmin P217 T 265 líquido subresfriado Obter h2 Estado 3 P317 x31 vapor saturado Obter h3e v3 a Assumindo que o processo é em regime permanente temse pela Lei da Conservação da Massa m1 m2 m3 De tal forma que pela definição V 3 m3v3 A 4 m3v3 π D 2 b Desprezando variações na energia cinética e potencial temse pela 1ª Lei da Termodinâmica para Volume de Controle 0 Q m1h1 m2h2 m3h3 V 3 2 2 Q m3h3V 3 2 2 m1h1 m2h2