Sistemas térmicos: Como resolver exercícios

por | 22/02/2021 | 0 Comentários

Hoje no seu Caderno do Amigo veremos o estudo de sistemas térmicos, que são todos e quaisquer equipamentos que transformam calor em trabalho. Assunto relacionado a esse já foi visto por aqui em Termodinâmica e continua disponível para consulta.  

O estudo dos sistemas térmicos se tornam extremamente importantes pois são teorias que estão presentes de formas incontestáveis em nossas vidas, seja pessoal ou profissional. Um sistema, então, é um item específico ou conjunto de itens que estamos interessados, aquilo que queremos estudar, e aquilo que não está incluso é definido como meio. Existem três tipos de sistemas na termodinâmica:
    –    Sistema aberto: onde pode haver troca tanto de energia quanto de matéria com o meio.
    –    Sistema fechado: nesse tipo de sistema há apenas troca de energia com o meio, não havendo troca de matérias.
    –    Sistema isolado: não há troca de matéria ou de energia com o meio, por ser isolados as trocas ocorrem exclusivamente dentro do sistema.

Nós somos grandes exemplos de um sistema aberto, pois estamos constantemente trocando energia e massa com o meio. Todas as trocas devem respeitar as leis da física, como já vimos em Leis da Termodinâmica. E abaixo você encontra um exercício resolvido pelos seus professores amigos que envolvem sistemas térmicos para você treinar:

Exercício: Uma central elétrica de turbina a gás que opera em um ciclo de Brayton ideal tem uma relação de pressão de 8. A temperatura do gás é de 350 K na entrada do compressor e de 1400 K na entrada da turbina. Utilize as suposições de ar padrão e determine:
Exercício de sistemas térmicos

    a) A temperatura do gás na saída do compressor e na saída da turbina.
Resolução sistemas térmicos
Resolução sistemas térmicos

    b) A relação de trabalho e de retrocesso.
Resolução sistemas térmicos

    c) A eficiência térmica do ciclo.
Resolução sistemas térmicos

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