Entalpia específica na entrada da turbina: 3000 kcal / kg
Entalpia específica na entrada do condensador: 2000 kcal / kg
Entalpia específica na saída do condensador: 200 kcal / kg
Entalpia específica na saída da bomba: 300 kcal / kg
Com base nessas informações, o rendimento do ciclo é:
a) 3,3 %
b) 3,7 %
c) 33,3 %
d) 37 %
e) 66,7 %

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um exercício sobre termodinâmica, mais especificamente sobre o ciclo de uma turbina e condensador. A gente tem várias entalpias específicas em diferentes pontos do ciclo e precisa calcular o rendimento desse ciclo. Para resolver isso, vamos precisar lembrar como calcular o trabalho líquido da turbina e da bomba, além do calor fornecido no processo. Vamos dividir tudo em passos para facilitar!

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as entalpias específicas que a gente tem:
  • Entrada da turbina (h₁): 3000 kcal/kg
  • Entrada do condensador (h₂): 2000 kcal/kg
  • Saída do condensador (h₃): 200 kcal/kg
  • Saída da bomba (h₄): 300 kcal/kg
Esses valores nos ajudam a entender quanto de energia está entrando e saindo em cada parte do ciclo.

Passo 3

Agora, vamos calcular o trabalho da turbina. O trabalho da turbina é basicamente a diferença de entalpia entre a entrada e a saída da turbina:
Wturbina = h1 - h2
Substituindo os valores:
Wturbina = 3000 , kcal/kg - 2000 , kcal/kg = 1000 , kcal/kg

Passo 4

Em seguida, vamos calcular o trabalho da bomba. A bomba consome energia para aumentar a pressão do fluido. A diferença de entalpia entre a saída da bomba e a entrada dela dá o trabalho da bomba:
Wbomba = h4 - h3
Substituindo os valores:
Wbomba = 300 , kcal/kg - 200 , kcal/kg = 100 , kcal/kg

Passo 5

Agora, a gente precisa encontrar o trabalho líquido do ciclo. Isso é o trabalho que a turbina gera menos o trabalho que a bomba consome:
Wlíquido = Wturbina - Wbomba í
Substituindo os valores:
Wlíquido = 1000 , kcal/kg - 100 , kcal/kg = 900 , kcal/kg í

Passo 6

Vamos calcular o calor fornecido no ciclo, que é basicamente o calor que entra na turbina. Isso é dado pela diferença de entalpia entre a entrada da turbina e a saída da bomba:
Qentrada = h1 - h4
Substituindo os valores:
Qentrada = 3000 , kcal/kg - 300 , kcal/kg = 2700 , kcal/kg

Passo 7

Finalmente, o rendimento do ciclo é a razão entre o trabalho líquido e o calor fornecido:
eta = ( WlíquidoQentrada ) times 100% í
Substituindo os valores:
eta = ( 9002700 ) times 100% = 33,3%

Resposta

O rendimento do ciclo é de 33,3 %, que corresponde à alternativa c).

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