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 10,5. No início da compressão o ar está a 305 K, e a maior temperatura do ciclo é 1800 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 = 1800 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 11. 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 = 11k = 1,4
η = %
3.Média
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Um ciclo Diesel ideal tem taxa de compressão r = 20 e razão de corte rc = v₃/v₂ = 2. No início da compressão o ar está a 320 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 = 20rc = 2T1 = 320 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. No início da compressão o ar está a 300 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 = 3T1 = 300 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 8. O ar entra no compressor a 310 K e na turbina a 1100 K. O compressor tem rendimento isentrópico de 80% 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 = 8T1 = 310 KT3 = 1100 Kηc = 80%ηt = 90%k = 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 18. O ar entra no compressor a 310 K e na turbina a 1300 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 = 18T1 = 310 KT3 = 1300 Kk = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

Gabarito

  1. 1. w = 445,9 kJ/kg
  2. 2. η = 61,68 %
  3. 3. qin = 1066 kJ/kg
  4. 4. qin = 1873 kJ/kg
  5. 5. wnet = 129,7 kJ/kg
  6. 6. wnet = 334,5 kJ/kg

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