Exercícios Resolvidos de Entropia

Ver Teoria

Enunciado

Os equipamentos como, bombas e turbinas, são equipamentos que funcionam através de ciclos isentrópicos. Contudo, em sistemas reais é muito difícil haver de fato processos isentrópicos. Com este conceito em mente o termo eficiência isentrópica é aplicado a tais processos reais e definido como:

η i s e n t r ó p i c a = w r e a l w i d e a l

Com isso em mente, responda.

a) Qual a eficiência isentrópica de uma turbina ideal?

b) Um fluido possui entalpia igual a 3000 k J k g ⋅ K na entrada de um turbina e 2000 k J k g ⋅ K na saída. Sabendo que essa turbina, trabalhando num processo isentrópico, gera um trabalho específico de 1500 k J k g . Calcule a eficiência isentrópica da turbina no processo irreversível.

Passo 1

A letra “a” pede a eficiência isentrópica de uma turbina ideal, ou seja, de um processo isentrópico, de um processo reversível. Temos, portanto, que o trabalho real e ideal são iguais:

η i s e n t r ó p i c a = w r e a l w i d e a l = 1 = 100 %

Passo 2

Na letra “b” devemos lembrar que, em turbinas e bombas, a variação da entalpia é igual ao trabalho, logo:

w r e a l = Δ h = 3000 - 2000 = 1000 k J k g ⋅ K

Não precisamos nos preocupar muito com o sinal, desde que lembremos que esse é um trabalho que sai do sistema!

O problema também forneceu o trabalho ideal da turbina

w i d e a l = 1500 k J k g ⋅ K

Passo 3

Basta aplicar a fórmula

η i s e n t r ó p i c o = w r e a l w i d e a l

η i s e n t r ó p i c o = 1000 1500 = 0,667 = 66,7 %

Resposta

a) η i s e n t r ó p i c a = 100 %

b)

η i s e n t r ó p i c o = 66,7 %

Exercícios de Livros Relacionados

Calor é transferido em regime permanente para a água fervente de uma panela a partir de sua base plana, a uma taxa de 500 W. Considerando que as temperaturas das superfícies interna eexterna da base d
206. Em 1982, a explosão de um tanque de água quente em uma escola dos Estados Unidos localizada em Spencer (Oklahoma) matou 7 pessoas e feriu outras 33. Embora o número de tais explosões tenha diminu
50 Um conjunto cilindro-pistão contém R=134a. Inicialmente, o fluido apresenta T=10°C, p=150kPa e o volume igual a 20 litros. O refrigerante é então comprimido, num processo isotérmico e reversível, a
46 Inicialmente, um conjunto cilindro – pistão contém água a 400 °C e 2,0 MPa. A água é então expandida, num processo adiabático reversível, com realização de 415,72 kJ de trabalho por quilograma de á
52 Um conjunto cilindro – pistão, que opera, a pressão constante, contém 2 kg de água. Inicialmente, a temperatura e a pressão na água são iguais a 250°C e 1,0 MPa. É transferido calor da água até que