A turbina pode ser considerada como adiabática? Se não for o caso, qual é a taxa de calor trocada no processo 1-2, indicando o sentido da mesma (1,0 pto.);

Passo 1

Vamos resolver o exercício que pergunta se uma turbina pode ser considerada adiabática. Se não for, precisamos encontrar a taxa de calor trocada no processo 1-2. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a primeira lei da termodinâmica aplicada a sistemas de energia como turbinas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa uma turbina ser adiabática. Um processo adiabático é aquele em que não há transferência de calor entre o sistema e o ambiente. Ou seja, .

Passo 3

Para verificar se a turbina é adiabática, precisamos analisar se há ou não troca de calor durante o processo 1-2. Na prática, turbinas reais podem não ser perfeitamente adiabáticas devido a perdas de calor para o ambiente.

Passo 4

Aplicamos a primeira lei da termodinâmica, que para um sistema fechado é dada por:
Onde:
  • é a variação da energia interna
  • é o calor trocado
  • é o trabalho realizado

Passo 5

Para uma turbina, assumimos que o processo é isentrópico se for adiabático e reversível. Caso contrário, haverá troca de calor. Se não for adiabática, precisamos calcular .

Passo 6

Rearranjando a primeira lei para encontrar :
Isso nos dá a taxa de calor trocada no processo 1-2.

Passo 7

Como a turbina não é adiabática, será diferente de zero. O sinal de indica o sentido da troca de calor:
  • : Calor entra no sistema
  • : Calor sai do sistema

Resposta

A turbina não pode ser considerada adiabática. A taxa de calor trocada no processo 1-2 é , com o sentido da troca dependendo dos valores específicos de e .

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