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 8,5. 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 = 8,5T1 = 305 KT3 = 2200 Kk = 1,4cv = 0,718 kJ/(kg·K)
w = kJ/kg
2.Fácil
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Um ciclo Otto ideal tem taxa de compressão 10. No início da compressão o ar está a 295 K, e a maior temperatura do ciclo é 1500 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 = 10T1 = 295 KT3 = 1500 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 = 19 e razão de corte rc = v₃/v₂ = 3. No início da compressão o ar está a 295 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 = 19rc = 3T1 = 295 Kk = 1,4
T3 = K
4.Média
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Um ciclo Diesel ideal tem taxa de compressão r = 17 e razão de corte rc = v₃/v₂ = 2,2. No início da compressão o ar está a 310 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 = 17rc = 2,2T1 = 310 Kk = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
qin = kJ/kg
5.Difícil
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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 295 K e na turbina a 1400 K. O compressor tem rendimento isentrópico de 82% e a turbina de 90%. 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 = 295 KT3 = 1400 Kηc = 82%ηt = 90%k = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg
6.Difícil
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Uma usina com turbina a gás opera em um ciclo Brayton com razão de pressões no compressor de 6. O ar entra no compressor a 300 K e na turbina a 1400 K. O compressor tem rendimento isentrópico de 88% e a turbina de 92%. 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 = 6T1 = 300 KT3 = 1400 Kηc = 88%ηt = 92%k = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

Gabarito

  1. 1. w = 612 kJ/kg
  2. 2. w = 328 kJ/kg
  3. 3. T3 = 2874 K
  4. 4. qin = 1161 kJ/kg
  5. 5. wnet = 256 kJ/kg
  6. 6. wnet = 289,6 kJ/kg

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