Uma turbina faz parte de um ciclo termodinâmico e é colocada em operação sob regime permanente e com fluxo de água igual a 40 kg/s. Sabendo que a entalpia da entrada da turbina é igual a 2800 kJ/kg e na saída a entalpia é igual a 2000 kJ/kg, que a bomba consome um trabalho igual a 5 kJ/kg, que o calor transferido ao sistema é igual a 4000 kJ/kg e que a eficiência dessa turbina, quando opera num ciclo reversível é igual a 30%. Diga se o ciclo termodinâmico o qual a turbina está operando é reversível ou irreversível e a potência líquida gerada.
Passo 1
O problema quer saber se o ciclo termodinâmico que a turbina está operando é reversível ou irreversível. Para isso basta calcularmos a eficiência e caso seja igual a 30% é reversível, se for menor, irreversível, e se for maior, impossível.
Vamos fazer isso calculando o trabalho da turbina pela diferença de entalpia e aplicar na equação da eficiência de uma máquina termodinâmica.
Passo 2
Calcular o trabalho gerado pela turbina que é igual a diferença de entalpias:
Passo 3
Aplicar na equação da eficiência de uma máquina térmica:
Logo a máquina é irreversível.
Passo 4
No passo 2 calculamos o trabalho específico, agora para saber a potência basta multiplicarmos o trabalho específico pelo fluxo de massa:
Resposta
A máquina é irreversível.