MEC 1301: TERMODINÂMICA
Consulta livre a recursos próprios.
Segundo Teste: 16/11/2006
Duração: 1:50 horas
Atenção: Provas feitas a lápis ou aquelas sem assinatura
não terão direito a revisão.
BOA SORTE
1a. questão (3 pontos):
Vapor dágua (1 MPa, 300oC) entra em uma turbina
adiabática e é descarregado na pressão de 50 kPa e título de 0,98.
Pede-se
calcular (a) a eficiência isentrópica do equipamento; (b) a entropia gerada no
processo; (c) qual é o fluxo de massa necessário para a produção de 500 kW de
potência útil, supondo que a energia perdida pelo isolamento térmico seja de 20
kW. Resp: (a) 78,8%; (b) 0,341 kJ/kg.K e (c) 0,783 kg/s
2ª. Questão (3 pontos): Um conjunto cilindro-pistão, termicamente isolado, é
usado para a descompressão de 2 kg de água, inicialmente a 250 kPa e 200oC. A
pressão externa é de 100 kPa, constante. Determine a temperatura (ou o título)
da condição final considerando que há um estado final de equilíbrio e supondo que
(a) o seja processo real e depois que (b) o processo seja reversível. Em seguida
(c), calcule as variações de entropia nos dois processos, justificando. Lembre-se
que h = u + Pv. Resp.: (a) 142,8oC; (b) 128oC e (c) 0,144 kJ/K
3a. questão (4 pontos): Ar entra num bocal adiabático com eficiência de 94%
em baixa velocidade. Na saída, a condição termodinâmica é de pressão 95 kPa,
80oC e velocidade de 370 m/s. Determine (a) a temperatura na entrada; (b) a
temperatura de saída do bocal isentrópico; (c) a pressão de entrada e (d) a
variação de entropia do processo. Resp: (a) 147,6oC; (b) 75,7oC; (c) 182,9 kPa e
(d) 0,0124 kJ/Kg.K
Eu não usei nem passei recursos ilícitos nesta prova.
Nome: _____________________________Número de Matrícula: ________
TÓPICOS DESTE TESTE:
1ª. Questão 2ª. Questão 3ª. Questão
Gás Perfeito
Líquido - Vapor
X
X
X
1ª. Lei - sistema
X
1.a Lei – VC
X
Entropia
X
Eficiência Isentrópica
X
X
X
X
Boa
Organização
Clareza
Argumentação
Conceituação Física
Análise dos Resultados
Comentários:
X
Razoável
Fraca
Principais erros cometidos pelos alunos:
1a. questão: Média de pontuação: 71,9%
• Vários alunos acertaram esta questão, certamente, a mais fácil.
• Alguns alunos obtiveram ∆s ≤ 0 para este problema, o que é impossível pois o
equipamento é adiabático. Eles não perceberam que o valor encontrado poderia
ser explicado pelos erros de arredondamento e deixaram o valor negativo.
• Diversos alunos erraram na consideração no calor perdido. Por definição, este é
negativo e precisa ser considerado assim.
• Alguns alunos usaram a definição de eficiência de Carnot (proposta para o ciclo
de mesmo nome) ao invés da eficiência isentrópica.
• Erros de conta (muitos).
2a. questão: Média de pontuação: 33,1%
• Muitos alunos não perceberam que o processo era claramente irreversível pois a
diferença de pressões é muito grande.
• Poucos alunos optaram pelo modelo de gás perfeito.
• Erros de conta.
3a. questão: Média de pontuação: 43,4%
• Muitos alunos entenderam que o expansor era uma turbina (alguns consideraram
como se fosse um compressor). Isto é, imaginaram a existência de alguma forma
de trabalho que não o de escoamento.
• Muitos erros na conversão de unidades (específicamente, de energia cinética, J,
para entalpia, kJ).
• Alguns alunos confundiram S (a entropia) com o termo s 0T2 . O fato de termos
s 2 − s1 = 0 não implica que s 0T2 − s 0T1 = 0 . Há a parcela associada às pressões.
•
•
Alguns alunos usaram a definição de eficiência de Carnot (proposta para o ciclo
de mesmo nome) ao invés da eficiência isentrópica (os mesmos que erraram este
item na primeira questão).
Erros de conta.