Enunciado

Em uma usina termoelétrica a vapor, 1   M W é adicionado na caldeira, 0,58   M W é rejeitado no condensador e o trabalho na bomba é de 0,02   M W . Determine o rendimento térmico da usina. Se todos os processos da planta fossem reversíveis, determine o coeficiente de performance da planta operando como um refrigerador.

Passo 1

Saudações Galera, tudo bem?

Vamos juntos resolver mais um Exercício!

Inicialmente relembraremos que o calor do sistema é conservado, logo a equação da conservação de calor, aplicando a segunda lei da termodinâmica será:

Q H ˙ +   W ˙ = W T ˙ +   Q L ˙             ( 1 )

Acho que estamos prontinho para resolver essa questão!

Isolaremos o trabalho total W T do sistema:

Q H ˙ +   W ˙ -   Q L ˙ =   W T ˙

Agora vamos substituir nossos valores na equação:

Q H ˙ +   W ˙ -   Q L ˙ =   W T ˙

1   +   0,02 -   0,58   =   W T ˙

W T ˙ = 0,44   M W

Passo 2

Para encontrar o rendimento também utilizarei a equação da segunda lei da termodinâmica, lembra?

Sem problemas ela pode ser descrita como:

η =   W T   ˙ - W T ˙ Q H ˙

Substituindo nosso valores teremos:

η =   0,44 - 0,02 1

η =   0,42  

Passo 3

Para encontrar o coeficiente de performance, visto que o mesmo é inverso do rendimento aplicado ao calor liberado, também utilizarei a equação da segunda lei da termodinâmica, lembra?

MARAVILHA! ela pode ser descrita como:

β =   Q L ˙ W T   ˙ - W T ˙  

Substituindo nosso valores teremos:

β =   0,58 0,44 - 0,02

β =   1,23    

Oba! acabamos por aqui te vejo na próxima questão.

Resposta

η =   0,42  

β =   1,23    

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