Exercícios Resolvidos de Introdução aos ciclos de potência e de refrigeração

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Enunciado

Um motor térmico opera segundo um certo ciclo termodinâmico, representado abaixo. Calcule a potência deste ciclo sabendo que a vazão mássica do fluido de trabalho é igual a 0,2   k g / s . Considere que os processos no evaporador e no condensador são isobáricos e na bomba e turbina adiabáticos.

h 1 = 650   k J / k g h 2 = 700   k J / k g

h 3 = 2800   k J / k g

h 4 = 1800   k J / k g

Passo 1

Para resolver esse problema a gente tem que lembrar que a diferença de entalpia num processo isobárico é igual ao calor transferido. Portanto:

q H = h 3 - h 2

q L = h 1 - h 4

Aqui vale a observação de que estamos utilizando os calores específicos q H e q L porque foi fornecida a entalpia específica h .

Passo 2

Calcular os calores específicos:

q H = h 3 - h 2

q H = 2800 - 700 = 2100   k J / k g

q L = h 1 - h 4

q L = 650 - 1800 = - 1150   k J / k g

Passo 3

Aplicando a primeira lei para ciclos:

w l i q = q H - q L

w l i q = 2100 - 1150 = 950   k J / k g

Passo 4

Mas a gente acabou de calcular o trabalho específico, para achar a potência basta multiplicar pela vazão mássica de 0,2   k g / s :

W ˙ = m ˙ ⋅ w l i q

W ˙ = 0,2 ⋅ 950 = 190 k J s = 190   W

Resposta

W ˙ = 190   W

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