2ª Lista de Exercícios

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5.2 Uma máquina de Carnot recebe 250kJs-1 de calor de um reservatório-fonte de calor a 525°C e 
rejeita calor para um reservatório-sumidouro de calor a 50ºC. Quais são a potência desenvolvida e 
o calor rejeitado? 
5.3 As máquinas térmicas a seguir produzem uma potência de 95000kW. Em cada caso, determine 
as taxas nas quais o calor é absorvido de um reservatório quente e descarregado para um 
reservatório frio. 
a) Uma máquina de Carnot operando entre reservatórios de calor a 750K e 300K. 
b) Uma máquina real operando entre os mesmos reservatórios de calor com uma eficiência térmica 
de η = 0,35. 
5.4 Uma certa planta de potência opera com um reservatório-fonte de calor a 350°C e um 
reservatório sumidouro de calor a 30°C. Ela possui uma eficiência térmica igual a 55% da eficiência 
térmica de uma máquina de Carnot operando nas mesmas condições. 
a) Qual é a eficiência térmica da planta? 
b) Até qual valor deve a temperatura do reservatório-fonte de calor ser elevada para aumentar a 
eficiência térmica da planta para 35%. Novamente, η = 55% do valor da máquina de Carnot. 
5.5 Grandes quantidades de gás natural liquefeito (GNL) são transportadas em navios-tanque. No 
porto, a distribuição é efetuada após a vaporização do (GNL), com ele sendo alimentado nas 
tubulações como gás. O GNL chega no navio-tanque à pressão atmosférica e 113,7K, e representa 
um possível sumidouro de calor para utilização como um reservatório frio em uma máquina térmica. 
Para o descarregamento do GNL como vapor a uma vazão de 9000m3s-1, medida a 25°C e 1,0133, 
e admitindo a disponibilidade de uma fonte de calor adequada a 30°C, qual a potência máxima 
possível que pode ser obtida e qual a taxa de transferência de calor retirada da fonte de calor? 
Suponha que o GNL a 25°C e 1,0133 bar seja um gás ideal com massa molar igual a 17. Também 
suponha que o GNL somente vaporize, absorvendo apenas o seu calor latente de 512kJkg-1, a 
113,7K. 
5.6 Considerando 1kg de água líquida 
a) Inicialmente a 0°C, ela é aquecida até 100°C pelo contato com um reservatório de calor a 100°C. 
Qual é a variação de entropia da água? E do reservatório de calor? Qual é a variação de entropia 
total? 
b) Inicialmente a 0ºC, ela é primeiramente aquecida até 50°C pelo contato com um reservatório de 
calor a 50°C e então até 100°C pelo contato com um reservatório a 100°C. Qual é a variação de 
entropia total?