Aula 02 - Termodinâmica Flashcards
(23 cards)
No ciclo de Carnot, quais são as transformações? Como é medida sua eficiência?
2 - isotérmicas
2 - adiabáticas
n = 1 - Tf/Tq
Quais os ciclos que tem a mesma eficiência do ciclo de Carnot?
Quais as transformações em cada um deles e como é medida sua eficiência?
Stirling:
1-2 Expansão isotérmica
2-3 Regeneração a volume constante;
3-4 Compressão isotérmica;
4-1 Regeneração a volume constante;
Ericsson:
a
1-2 Expansão isotérmica
2-3 Regeneração a pressão constante;
3-4 Compressão isotérmica;
4-1 Regeneração a pressão constante;
n = 1 - Tf/Tq
De que forma os ciclos Stirling e Ericsson se diferem do ciclo de Carnot?
Os dois processos isentrópicos do ciclo de Carnot são substituídos por dois processos regenerativos.
No Stirling a volume constante;
No Ericsson a pressão constante;
A regeneração é um processo o qual o calor…?
É transferido para um dispositivo que armazena energia térmica durante uma parte do ciclo, e transfere de volta para o fluido de trabalho durante outra parte.
Qual a aplicabilidade os ciclo Stirling e Ericsson?
a
São referentes a motores de combustão externos. O combustível é queimado fora do cilindro.
O Ciclo Brayton é o ciclo ideal de que dispositivo?
Turbinas a gás.
Quais são os componentes que formam o ciclo Brayton fechado ideal? Qual W máximo do compressor em relação à turbina?
Compressor, trocador de calor (combustão), Turbina e trocador de calor(rejeição de calor).
80%
Quais são os processos termodinâmicos do ciclo Brayton?
1-2 Compressão Isentropica;
2-3 Adição de calor a pressão constante
3-4 expansão isentropica;
4-1 rejeição de calor a pressão constante;
Quais são os 3 esforços realizados para melhorar a eficiência do ciclo Brayton?
1- Aumento da temperatura de entrada na turbina.
2) Aumentar a eficiência dos componentes
3) Acrescentar modificações ao sistema ( resfriamento intermediário, regeneração; reaquecimento)
Qual o ciclo ideal para os ciclos de potência a vapor?
Quais são os componentes que constituem esse ciclo?
Ciclo Rankine é o ciclo ideal das usinas de potência a vapor.
Os equipamentos que constituem o ciclo são:
1-2 Bomba
2-3 Caldeira
3-4 Turbina
4-1 Condensador
Quais são os processos termodinâmicos que constituem o ciclo rankine?
1-2 compressão isentropica na bomba.
2-3 Adição de calor a pressão constante na caldeira.
3-4 Expansão isentropica em uma turbina.
4-1 Rejeição de calor a pressão constante em um condensador.
Qual a ideia básica por trás de todas as modificações propostas para aumentar a eficiência térmica de um ciclo de potência (Rankine) ?
Aumentar a temperatura média na qual o calor é transferido para o fluido de trabalho na caldeira ou diminuir a temperatura média na qual o calor é rejeitado do fluido de trabalho no condensador.
Sobre ciclo de potência a vapor. Sabemos que uma das formas de aumentar a eficiência térmica do ciclo é reduzir a pressão no condensador, nesse sentido qual a desvantagem existente nesse processo?
Primeiro ponto, existe um limite inferior para a pressão dentro do condensador, não pode ser menor que a temperatura de saturação correspondente.
Segundo, e principal, aumento da umidade do vapor nos estágios finais da turbina. O que pode comprometer o equipamento.
Ciclo de potência a vapor. Na tentativa de aumentar a eficiência energética do ciclo existem 3 abordagens clássicas, quais?
1 - Redução da pressão no condensador
2 - Superaquecer o vapor a temperatura mais altas
3 - Aumentar a pressão na caldeira
Sobre o ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor.
Quais são os processos do ciclo de refrigeração por compressão de vapor, seus componentes e as fases esperadas do fluido na entrada e saída os componentes?
1-2: compressão isentrópica no compressor. Entrada: Vapor a baixa pressão, saída vapor a alta pressão.
2-3: rejeição de calor à pressão CTE. Entrada: vapor superaquecido à alta pressão, saída líquido à alta pressão.
3-4: Expansão isoentálpico na válvula de expansão. Entrada líquido saturado (ou subresfriado) à alta pressão, mistura líquido + vapor à baixa pressão
4-1: Adição de calor à pressão CTE no evaporador. Entrada mistura líquido + vapor à baixa pressão, saída vapor à baixa pressão
COPr é dado pela fórmula? Qual a relação de entalpia?
COPr = qL / w liq, ent = h1 - h4 / (h2 - h1)
Verdadeiro ou falso:
O COP melhora para cada grau celsius de elevação da temperatura de condensação ou para cada graus celsius de diminuição da temperatura de evaporação.
Ao contrário do ciclo de carnot, aumentar a diferença de temperatura da fonte quente e fria, diminui o COP do ciclo.
Quando a temperatura de condensação aumenta, o sistema precisa rejeitar calor para uma fonte mais quente, o que exige mais trabalho do compressor, reduzindo o COP.
Quando a temperatura de evaporação diminui, o sistema retira calor de uma fonte mais fria, o que também exige mais trabalho do compressor e diminui o COP.
Quais são as equações de estado de um gás?
pv = nRT
p1v1/T1 = p2v2/T2
pv^k = CTE
derivações:
p2/p1 = (v1/v2)^k
(p2/p1)^k = (t2/t1)^(k-1)
T2/T1 = (v1/v2)^(k-1)
Como é calculado o trabalho de um gás?
W = P*deltaV
Quais as principais irreversibilidades termodinâmicas?
Irreversibilidades:
Transferência de calor por diferença de temperatura
Expansão sem resistência de um gás ou líquido até uma menor pressão
Reação química
Mistura espontânea de matéria em estados ou composições diferentes
Atrito
Fluxo de corrente elétrica
Magnetização ou polarização com histerese
Deformação inelástica
Qual a 1 e 2 lei da termodinâmica?
1 Lei - a variação da energia interna é igual ao calor fornecido menos o trabalho gerado: deltaU = Q - W
Caso regime estacionário, as variações das energias cinéticas e potências entram do lado do U.
2 Lei: A entropia de um sistema tende sempre a aumentar, os enunciados de Clausius e Kelvin Plank corroboram essa lei
Qual enunciado de Clausius e Kelvin Plank?
Clausius: é impossível que um corpo mais frio, transfira calor para um mais quente, sem ser às custas de trabalho.
Kelvin Plank: é impossível para qualquer sistema termodinâmico, operar fornecendo trabalho à sua vizinhança, trocando calor com apenas 1 reservatório térmico
Como são calculadas as entalpias específicas e as entropias específicas?
dH = Cp * deltaT
dU = Cv * deltaT
