Gases de combustão quentes (aqui considera-se que possuem as mesmas propriedades do ar à temperatura ambiente) entram em uma turbina a gás a 1 MPa e 1.500 K a uma taxa de 0,1 kg/s, e saem a 0,2 MPa e 900 K. Considerando que o calor é perdido da turbina para a vizinhança a uma taxa de 15 kJ/s, a potência produzida pela turbina a gás é de:

(a) 15 kW (b) 30 kW (c) 45 kW (d) 60 kW (e) 75 kW

Passo 1

A energia também se conserva. Então, a energia que sai é igual a energia que entra

E ˙ s = E ˙ e

E a r e n t r a = E a r s a i + E p e r d i d a + W t u r b i n a

m ˙ ⋅ c p ⋅ T e = m ˙ ⋅ c p ⋅ T s + E p e r d i d a + W t u r b i n a

Isolando o trabalho da turbina:

W t u r b i n a = m ˙ ⋅ c p ⋅ T e - T s - E p e r d i d a

W t u r b i n a = 0,1 k g s ⋅ 1,005 k J k g ⋅ K ⋅ 1500 - 900   K - 15 k J s

W t u r b i n a = 45,3   k W

Resposta

Letra C)

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