Exercícios

1 – Um décimo de quilograma de água, inicialmente a 300 kPa e 200°C, é comprimido em um conjunto cilindro-pistão até 1400 kPa e 250°C. Considerando que a transferência de calor a partir da água ocorre a uma temperatura média de 205°C, determine o trabalho teórico mínimo de compressão em kJ.

2 – Em um processo de tratamento térmico, uma peça de 1 kg de metal, inicialmente a 1075 K, é temperada em um tanque contendo 100 kg de água, inicialmente a 295 K. O calor trocado entre os conteúdos do tanque e a vizinhança é desprezível. Considerando o calor específico da peça de metal e o da água constantes e valem, 0,5 kJ/kg.K e 4,2 kJ/kg.K, respectivamente, determine: (a) A temperatura final de equilíbrio, após a Têmpera.

3 – Ar é admitido em um compressor operando em regime permanente a 1 Bar, 22ºC e uma vazão volumétrica de 1 m3/min, sendo comprimido até 4 Bar e 177ºC. A potência necessária é 3,5 kW. Utilizando o modelo de gás ideal, calcule a taxa de geração de entropia, em kW/K, considerando que a transferência de calor ocorra a uma temperatura ambiente de 22º.

4 – Vapor d’água a 6 Mpa e 600°C entra em uma turbina operando em regime permanente e sai a 10 kPa. A vazão mássica é de 2 kg/s e a potência desenvolvida vale 2626 kW. As perdas de calor e os efeitos de energia cinética e potencial são desprezíveis. Determine (a) a eficiência isentrópica da turbina (b) a taxa de geração de entropia, em kW/K.

5 – Ar entra em um compressor isolado operando em regime permanente a 1 Bar, 350 K, e com uma vazão mássica de 1 kg/s, sendo descarregado a 4 Bar. A eficiência isentrópica do compressor é de 82%. Determine a potência de entrada, em kW.