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Exercícios resolvidos
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● Ar está contido em um recipiente rígido, adiabático, a 20 oC e 200 kPa. Uma hélice inserida no interior realiza 720 kJ de trabalho. Se o recipiente tem 2 m3, calcule o aumento da entropia assumindo calores específicos constantes
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● Ar no interior de um cilindro se encontra inicialmente a 1200 kPa e 350 oC. O ar é expandido para 140 kPa em um processo adiabático reversível. Calcule o trabalho específico realizado pelo gás assumindo que ele possua calor específico constante.
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● Ex. 4.1)● 1a. Lei: Q – W=∆U; tanque é rígido → dV=0 →
W=0● Q= ∆U = mCv∆T = 10.0,7165.100=716,5 kJ● Taxa de transferência de calor: Q / ∆t =
716500/1000 = 716,5 J/s = 716,5 W
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Ex4.18)η bc=
QH
W=
QH
QH �QL
=1
1�QL
QH
η bc=1
1�T L
T H
=9,484
W=QH
η bc
=1,265kW21ºC (294K)
W
Qh=12kW
-10ºC (263K)
O trabalho mínimo necessário é aquele do ciclo operando reversivelmente.Causas irreversibilidades: atrito mecânico do fluido, expansões no ciclo, diferenças de temperaturas, ...
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Ex4.22)
η bc Carnot=7,575 W≥13201kJh
Potência necessária para aquecimento elétrico: 100.000kJ/hrazão elet/min = 7,58
η T Carnot=1�T L
T H
=0,608
η T Carnot=WQH
QH=132010,608
QH =21711kJh
303K
W=13201 kJ/h
773Kb)
G
Razão gas/central = 4,6
303K
Qh=100.000 kJ/h
263Ka)
W
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Ex4.23)
303K
QH
263K
W=2kW
QL
η R=QL
W=
QL
QH�QL
η R=1T H
T L
�1
=1303263
�1=6,6
QL=13,15kW
QH=W QL
QH=15,15kW
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Ex4.24)
Q
V=cte.
Adição de calor a volume constante1ºLei: Q-W= ∆∆∆∆U onde: [W=0]∆∆∆∆U=CV ∆∆∆∆T=QEnergia Interna aumenta (Q>0)Temperatura aumenta ( ∆∆∆∆U>0)Pressão aumenta (PV=MRT)[T ↑↑↑↑]Entalpia aumenta (H=U+PV)Entropia:
∆S=cV ln T 2
T 1kln V 2
V1
∆S0T 2T 1
Troca de calor comdiferença de temperatura→→→→Processo Irreversível
∆∆∆∆Ssist+viz >0
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Ex4.27)
300K
10kg400K
T
s
P
400
∫dS=∮∂ QT
∫dI
∆Ssist=�100400
=�0,25kJºK
∆Sviz=100300
=+ 0,33kJºK
∆Suniv=∆Ssist∆Sviz
∆Suniv=13�14 =1
12=83,33
JºK
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