Uma central de potência térmica opera segundo o ciclo abaixo. A água é bombeada para uma caldeira onde ela é convertida em vapor de alta pressão e...

a) Durante o ciclo, ocorrem as seguintes interações de transferência de calor e trabalho: - Calor é adicionado à água na caldeira, resultando em transferência de calor para o sistema (+Q). - O vapor de alta pressão e temperatura expande-se na turbina, realizando trabalho sobre o sistema (-W). - No condensador, ocorre transferência de calor do vapor para o ambiente (-Q). - A bomba realiza trabalho sobre o sistema para bombear a água de volta à caldeira (+W). b) A potência líquida do ciclo é calculada subtraindo as perdas de calor adicionais do calor adicionado à água na caldeira: Potência líquida = Calor adicionado - Perdas de calor adicionais Potência líquida = 5000 MW - 500 MW Potência líquida = 4500 MW A eficiência térmica da central de potência é calculada dividindo a potência líquida pelo calor adicionado: Eficiência térmica = Potência líquida / Calor adicionado Eficiência térmica = 4500 MW / 5000 MW Eficiência térmica = 0,9 ou 90% c) A saída da turbina de potência é calculada subtraindo a potência da bomba da potência líquida: Saída da turbina de potência = Potência líquida - Potência da bomba Saída da turbina de potência = 4500 MW - 1000 kW Saída da turbina de potência = 3500 MW d) A eficiência térmica de um ciclo de Carnot é calculada pela diferença de temperatura entre a caldeira e o condensador: Eficiência térmica = 1 - (Temperatura do condensador / Temperatura da caldeira) Eficiência térmica = 1 - (30 oC / 550 oC) Eficiência térmica = 1 - 0,0545 Eficiência térmica = 0,9455 ou 94,55%