Quando o transporte de gás natural em uma tubulação não é possível por questões econômicas, ele é primeiramente liquefeito usando técnicas não convencionais de refrigeração e, em seguida, transportado em tanques super-isolados. Em um ponto de liquefação de gás natural, o gás natural liquefeito (GNL) entra em uma turbina criogênica a 30 bar e –160 °C a uma vazão de 20 kg/s, saindo a 3 bar. Considerando que a turbina produz uma potência de 115 kW, determine sua eficiência. Considere a densidade do GNL como 423,8 kg/m 3 .

A turbina criogênica opera em regime permanente. O problema pede a eficiência da turbina, que é a razão entre a potência da turbina, dada no enunciado, e sua potência teórica, associada ao trabalho máximo que poderia ser obtido pela turbina em um processo reversível. A taxa de trabalho máximo é calculada como o produto da vazão mássica pela diferença entre a pressão de entrada e de saída, dividido pela densidade do gás. Para o gás natural, a densidade é $$\rho = 423,8 \: kg/m^3$$. Assim:

Então a eficiência da turbina é calculada como: