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FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA SOUZA MARQUES TERMODINÂMICA II GQ2 – 07/11/2013 GABARITO TURMA E361M / E364M • • • • Qvc + Σ me (he + Ve2/2 + gZe) = Σ ms (hs + Vs2/2 + gZs) + Wvc Questão 01: (3,0 Pontos) O bocal de propulsão de um motor a jato é alimentado com ar a 1000 K, 200 kPa e 40 m/s. O ar é descarregado do bocal a 500 m/s e 90 kPa. Determine a temperatura do ar na seção de saída do bocal admitindo que não haja transferência de calor. he + Ve 2/2 = hs + Vs 2/2 Ar ; 1000 kPa → he = 1046,22 kJ/kg 1046,22 + 402/2000 = hs + 500 2/2000 hs = 922,02 kJ/kg 900 933,15 kJ/kg Ts 922,02 kJ/kg 850 877,40 kJ/kg Ts = 890 K Questão 02: (3,5 Pontos) Uma turbina hidráulica é alimentada com 2 kg/s de água a 2000 kPa e 20oC. A temperatura e a pressão da água na seção de descarga da turbina são iguais a 20oC e 100 kPa. Sabendo que a velocidade na seção de alimentação da turbina é igual a 15 m/s e que a velocidade na seção de descarga é pequena, determine o trabalho específico e a potência gerada pela turbina. • • • mehe + Ve 2/2= mshs + Wvc he = 85,82 kJ/kg ; hs = 83,94 kJ/kg AR • • Wvc = me[(he - hs) + Ve 2/2] = 2 × [(85,82 - 83,94) + 152/2000] • • • Wvc = 3,99 kW ; w = Wvc/m = 3,99/2 = 1,99 kK/kg Questão 03: (3,5 Pontos) Um trocador de calor é alimentado com 2 kg/s de amônia líquida a 20oC e 1003 kPa e com 1 kg/s de nitrogênio a 1500 K. Sabendo que o nitrogênio deixa o trocador de calor a 600 K, determine a taxa de transferência de calor no trocador. • • QNit = m(h2 - h1) Isolando o N2 Ponto 1 Ponto 2 1500 K 600 K 1680,70 kJ/kg 627,24 kJ/kg • QNit = 1 × (627,24 - 1680,70) = -1053,46 kJ/kg 4 NITROGÊNIO 1 2 3 AMÔNIA
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