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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Em um ciclo Otto ideal com taxa de compressão 6,5, o ar entra no curso de compressão a 35 °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 = 6,5T1 = 35 °Ck = 1,4
T2 = K
2.Fácil
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Em um ciclo Otto ideal com taxa de compressão 9,5, o ar entra no curso de compressão a 27 °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 = 9,5T1 = 27 °Ck = 1,4
T2 = K
3.Média
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Um ciclo Diesel ideal tem taxa de compressão r = 14 e razão de corte rc = v₃/v₂ = 1,8. 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 = 14rc = 1,8T1 = 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 = 18 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 = 18rc = 3k = 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 12. O ar entra no compressor a 300 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 = 12T1 = 300 KT3 = 1400 Kηc = 82%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 20. O ar entra no compressor a 290 K e na turbina a 1500 K. O compressor tem rendimento isentrópico de 85% 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 = 20T1 = 290 KT3 = 1500 Kηc = 85%ηt = 88%k = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

Gabarito

  1. 1. T2 = 651,5 K
  2. 2. T2 = 738,6 K
  3. 3. qin = 704,7 kJ/kg
  4. 4. η = 58,91 %
  5. 5. wnet = 263,6 kJ/kg
  6. 6. wnet = 298,8 kJ/kg

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