Em regime permanente, uma usina de 750 MW recebe energia por transferência de calor a partir da combustão de um combustível a uma temperatura média de 317°C. Como ilustra a Fig. P5.41, a usina descarrega energia por transferência de calor para um rio, cuja vazão mássica é 1,65 ×105 kg/s. A montante da usina o rio está a 17°C. Determine o aumento na temperatura do rio, DT, observável para essa transferência de calor, em K e esboce um gráfico dessa variação versus a eficiência térmica da usina, de 20% para cima.

É dado que:

• Potência fornecida para a usina:
• Temperatura do reservatório quente:
• Temperatura do reservatório frio:
• Taxa de vazão mássica:

A equação de fluxo de energia permanente é aplicada

Desconsiderando os efeitos de energia cinética e potencial:

A eficiência máxima de um ciclo de potência é dada por

Comparando na equação obtida no Passo 3

a) A eficiência térmica do ciclo de potência é dada por

Substituindo o valor de na equação para

b) Se dois terços da eficiência de Carnot achado no item (a)

Substituindo na equação para

Por conta da irreversibilidade da potência na usina a quantidade de calor rejeitado para o rio vai ser maior, então a temperatura do rio aumenta.