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Lista de segunda lei da termodinâmica
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI
TERMODINÂMICA II
Prof. Dr. Gustavo Rodrigues de Souza
Departamento de Ciências Térmicas e dos Fluidos
EXEMPLOS - 2. LEI DA TERMODINÂMICA
Eficiência térmica de ciclos de máquinas produtoras de potência
H
C
H
CH
H
bt
H
ciclodoutil
Q
Q
Q
Q
WW
Q
W
1
Obs.: Estas fórmulas valem tanto para as máquinas térmicas de
potência reversíveis (idealizadas) quanto para as irreversíveis (reais).
pagaEnergia
útilEnergia
Coeficiente de desempenho de ciclos de sistemas
frigoríficos e bombas de calor
CH
C
tc
C
ciclolíq
C
Q
WW
Q
W
Q
Obs.: Estas fórmulas valem tanto para sistemas frigoríficos reversíveis
(idealizadas) quanto para os irreversíveis (reais).
pagaEnergia
útilEnergia
CH
H
tc
H
ciclolíq
H
Q
WW
Q
W
Q
Sistemas frigoríficos
Bomba de calor
Desempenho Máximo de Máquinas Cíclicas
max 1 C
H
T
T
Máquinas produtoras de trabalho
maxC
H C
T
T T
Coeficiente de desempenho máximo para ciclos frigoríficos
maxH
H C
T
T T
Coeficiente de desempenho máximo para bomba de calor
Ex.1. Um inventor afirma ter desenvolvido
um ciclo de potência capaz de fornecer uma
saída líquida de trabalho de 410 kJ através
de uma entrada de energia por transferência
de calor de 1000 kJ. O sistema percorrendo
o ciclo recebe transferência de calor de
gases quentes a temperatura de 227 °C e
descarrega energia por transferência de
calor para a vizinhança a 27 °C. Avalie esta
afirmação.
Ex.2. Um refrigerador em RP mantém a
temperatura do congelador a -5 oC quando
a temperatura do ar na vizinhaça é de 22 oC. A taxa de transferência de calor entre o
compartimento do congelador e o fluido
refrigerante é de 8000 kJ/h e a potência
necessária de entrada para operar é de
3200 kJ/h. Determine o COP e compare
com um ciclo de refrigeração reversível
operando entre reservatórios de mesma
temperatura.
Ex.3. Uma residência precisa de 6 . 105
Btu/dia para manter sua temperatura em
530 oR quando a temperatura externa é de
492 oR. (a) Utilizando um bomba de calor,
determine o fornecimento de trabalho
mínimo teórico para um dia de operação ,
em Btu/dia. (b) Assumindo a eletricidade em
R$ 0,90 / kW.h, determine o custo mínimo
teórico para operar a bomba de calor, em
R$/dia.
Ex.4. Uma máquina térmica operando em
RP recebe 500000 kcal/h de uma fonte
quente, e produz uma potência de 260 hp.
Determine (a) o fluxo de calor transferido
para a fonte fria, (b) o rendimento térmico
da máquina, e (c) a máquina térmica é de
Carnot? Obs.: TH = 400 °C e TC = 50 °C.
