Termodinâmica

2 Uma planta geradora de potência opera com um re e um reservatório sumidouro de calor a 320 K Ela possui uma eficiência tér 70 da máquina de Carnot entre as mesmas temperaturas a Qual é a eficiência térmica da planta b Se a potência é de 20 000 W qual é a quantidade de calor fornecido para a planta Qq 3 a Desenhe o ciclo de Carnot em um diagrama Pressão vs Temperatura Identifique cada uma das etapas do ciclo as temperaturas da fonte quente e da fonte fria e as quantidades de calor entram ou saem em cada etapa b Aplicando um balanço de energia e um balanço de entropia no ciclo processo reversível demonstre que a eficiência térmica do ciclo de Carnot é ηcarnot 1 TF TQ Formulário 1 Em um processo adiabático em estado estacionário 1 mols de ar a 600 K e 1 atm é continuamente misturado com 2 mols de ar a 400 K e 1 atm É possivel que a mistura de ar saia com de 425 K e 1 atm Calcule a geração de entropia para verificar essa afirmação Considere o ar um gás ideal com cp 35R a vizinhança a 300 K e as variações nas energias cinética e potencial desprezíveis 2 Uma planta geradora de potência opera com um reservatório fonte de calor a 770 K e um reservatório sumidouro de calor a 320 K Ela possui uma eficiência térmica igual a 70 da máquina de Carnot entre as mesmas temperaturas a Qual é a eficiência térmica da planta b Se a potência é de 20 000 W qual é a quantidade de calor fornecido para a planta Qq a Desenhe o ciclo de Carnot em um diagrama Pressão vs Temperatura Identifique cada uma das etapas do ciclo as temperaturas da fonte quente e da fonte fria e as quantidades de calor entram ou saem em cada etapa b Aplicando um balanço de energia e um balanço de entropia no ciclo processo reversível demonstre que a térmica do ciclo de Carnot é ηcarnot 1 TF TQ 1 Estado estacionário e adiabático Pela 1ª Lei do Termo dinâmica ṁ1 h1 ṁ2 h2 ṁ3 h3 Ar gás ideal cp35R hcpT ṁ1 cp T1 ṁ2 cp T2 ṁ3 cp T3 ṁ1 T1 ṁ2 T2 ṁ3 T3 1600 2400 3T3 600 800 3T3 T3 1400 3 T3 46667 K Não é possível T3 425 K 3 b Balance de energia para um ciclo térmico reversível W Qh Qc η W Qh Qh Qc Qh Usando a entropia para processos isotérmicos Qh Th Qc Tc Qc Ic Qh Th η Qh Tc Qh Th Qh η 1 Tc Th ηcarnot 1 Tc Th p atm 25 20 15 10 5 0 C D expansión isotérma D A expansión adiabática A B compresión isotérma B C compresión adiabática Qe W Ql Te 600K Tf 290K v lmol a ηcarnot 1 Tc Th 1 320 740 ηcarnot 058 ηplanta 07 058 0406 ηplanta 406 b η W Qq Qq W η 20000 0406 Qq 492611 W