GQ2-2013.2-E362M-GAB

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FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA SOUZA MARQUES 
TERMODINÂMICA II 
GQ2 – 08/11/2013 
GABARITO 
 
TURMA E362M / E365M 
 • • • • 
Qvc + Σ me (he + Ve2/2 + gZe) = Σ ms (hs + Vs2/2 + gZs) + Wvc 
 
Questão 01: (3,0 Pontos) 
Um bocal é alimentado com nitrogênio a 200 kPa, 400 K e a uma velocidade muito 
baixa. Na descarga do bocal o nitrogênio está a 330 K e 100 kPa. Determine a 
velocidade do escoamento na seção de saída, considerando que o bocal é isolado 
termicamente. 
Entrada Saída 
200 kPa 100 kPa 
400 K 330 K 
he = 415,31 kJ/kg hs = 342,41 kJ/kg 
 
300 K 311,16 kJ/kg 
330 K hs 
350 K 363,24 kJ/kg 
 
he = hs + Vs
2/2 
Vs = 381,84 m/s 
 
Questão 02: (3,5 Pontos) 
Uma turbina é alimentada com 100 kg/s de vapor d’água a 15 MPa e 600oC. Num 
estágio intermediário, é realizada uma extração de 20 kg/s a 2 MPa e 350oC. O restante 
é descarregado a 80 kPa e com título de 90%. Admitindo que a turbina é adiabática e 
que não ocorre variação de energia cinética e potencial, determine a potência 
fornecida pela turbina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1 
 
 
 . 
 WT 
 
 
 
 2 
 
 3 
 
Entrada (1) Saída (2) Saída (3) 
100 kg/s 20 kg/s 80 kg/s 
15 MPa 2 MPa 80 kPa 
600oC 350oC 90% 
3582,30 kJ/kg 3136,96 kJ/kg h3 
 
75 kPa 384,36 kJ/kg 2662,96 kJ/kg 
80 kPa hL hV 
100 kPa 417,44 kJ/kg 2675,46 kJ/kg 
 
hV = 0,9 × 2665,46 + 0,1 × 390,98 = 2438,01 kJ/kg 
 • 
100 × 3582,30 = 20 × 3136,96 + 80 × 2438,01 + WT 
 • 
WT = 100450 kW = 100,45 MW 
 
Questão 03: (3,5 Pontos) 
Um trocador de calor é alimentado com 2,5 kg/s de amônia líquida a 20oC e 1003 kPa e 
com 1,4 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. 
 
 
 
 
 
Isolando o N2 
 
1500 K he = 1680,70 kJ/kg 
600 K hs = 627,24 kJ/kg 
 • • 
Q = m(hs - he) = 1,4 × (627,24 - 1680,70) = -1474,84 kW 
 
 
 4 
 
 
 NITROGÊNIO 
 
 
1 2 
 
 
 
 
 3 AMÔNIA