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 11. No início da compressão o ar está a 305 K, e a maior temperatura do ciclo é 2000 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 trabalho líquido w por quilograma de ar, em kJ/kg.

r = 11T1 = 305 KT3 = 2000 Kk = 1,4cv = 0,718 kJ/(kg·K)
w = kJ/kg
2.Fácil
vP1234qin​qout​

Um ciclo Otto ideal tem taxa de compressão 10,5. No início da compressão o ar está a 305 K, e a maior temperatura do ciclo é 2200 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 trabalho líquido w por quilograma de ar, em kJ/kg.

r = 10,5T1 = 305 KT3 = 2200 Kk = 1,4cv = 0,718 kJ/(kg·K)
w = kJ/kg
3.Média
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Um ciclo Diesel ideal tem taxa de compressão r = 22 e razão de corte rc = v₃/v₂ = 2. 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 a temperatura T3 no fim do fornecimento de calor, em K.

r = 22rc = 2T1 = 305 Kk = 1,4
T3 = K
4.Média
vP1234qin​qout​

Um ciclo Diesel ideal tem taxa de compressão r = 20 e razão de corte rc = v₃/v₂ = 1,8. 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 = 20rc = 1,8k = 1,4
η = %
5.Difícil
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Uma usina com turbina a gás opera em um ciclo Brayton com razão de pressões no compressor de 10. O ar entra no compressor a 288 K e na turbina a 1500 K. O compressor tem rendimento isentrópico de 80% e a turbina de 85%. 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 = 10T1 = 288 KT3 = 1500 Kηc = 80%ηt = 85%k = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg
6.Difícil
vP1234qin​qout​

Um ciclo Brayton ideal opera com razão de pressões no compressor de 12. 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.

rp = 12k = 1,4
η = %

Gabarito

  1. 1. w = 533,2 kJ/kg
  2. 2. w = 621 kJ/kg
  3. 3. T3 = 2100 K
  4. 4. η = 65,6 %
  5. 5. wnet = 281 kJ/kg
  6. 6. η = 50,83 %

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