Lista de exercícios de Ciclos de potência a gás com respostas

Lista de exercícios de Ciclos de potência a gás grátis para imprimir: 6 exercícios do nível fácil ao nível de prova, com gabarito. Imprima ou salve como PDF.

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Nome: ____________________   Data: ____________

1.Fácil
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Um ciclo Otto ideal tem taxa de compressão 7,5. Use as hipóteses de ar-padrão frio: o ar é um gás ideal com calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) e cv = 0,718 kJ/(kg·K). Encontre seu rendimento térmico η em porcentagem.

r = 7,5k = 1,4
η = %
2.Fácil
vP1234qin​qout​

Em um ciclo Otto ideal com taxa de compressão 8, o ar entra no curso de compressão a 15 °C. Use as hipóteses de ar-padrão frio: o ar é um gás ideal com calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) e cv = 0,718 kJ/(kg·K). Encontre a temperatura T2 no fim da compressão, em K.

r = 8T1 = 15 °Ck = 1,4
T2 = K
3.Média
vP1234qin​qout​

Um ciclo Diesel ideal tem taxa de compressão r = 16 e razão de corte rc = v₃/v₂ = 3. No início da compressão o ar está a 305 K. Use as hipóteses de ar-padrão frio: o ar é um gás ideal com calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) e cv = 0,718 kJ/(kg·K). Encontre o calor fornecido qin por quilograma de ar, em kJ/kg.

r = 16rc = 3T1 = 305 Kk = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
qin = kJ/kg
4.Média
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Um ciclo Diesel ideal tem taxa de compressão r = 17 e razão de corte rc = v₃/v₂ = 3. Use as hipóteses de ar-padrão frio: o ar é um gás ideal com calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) e cv = 0,718 kJ/(kg·K). Encontre seu rendimento térmico η em porcentagem.

r = 17rc = 3k = 1,4
η = %
5.Difícil
vP1234qin​qout​

Uma usina com turbina a gás opera em um ciclo Brayton com razão de pressões no compressor de 16. O ar entra no compressor a 300 K e na turbina a 1100 K. As duas máquinas são isentrópicas. Use as hipóteses de ar-padrão frio: o ar é um gás ideal com calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) e cv = 0,718 kJ/(kg·K). Encontre o trabalho líquido wnet por quilograma de ar, em kJ/kg.

rp = 16T1 = 300 KT3 = 1100 Kk = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg
6.Difícil
vP1234qin​qout​

Uma usina com turbina a gás opera em um ciclo Brayton com razão de pressões no compressor de 16. O ar entra no compressor a 290 K e na turbina a 1400 K. O compressor tem rendimento isentrópico de 80% e a turbina de 88%. Use as hipóteses de ar-padrão frio: o ar é um gás ideal com calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) e cv = 0,718 kJ/(kg·K). Encontre o trabalho líquido wnet por quilograma de ar, em kJ/kg.

rp = 16T1 = 290 KT3 = 1400 Kηc = 80%ηt = 88%k = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

Gabarito

  1. 1. η = 55,33 %
  2. 2. T2 = 662 K
  3. 3. qin = 1858 kJ/kg
  4. 4. η = 57,96 %
  5. 5. wnet = 240,6 kJ/kg
  6. 6. wnet = 237,3 kJ/kg

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