Questão 6

IME 2017

Física

(IME - 2017/2018 - 2ª FASE ) Durante um turno de 8 horas, uma fábrica armazena 200 kg de um rejeito na fase vapor para que posteriormente seja liquefeito e estocado para descarte seguro. De modo a promover uma melhor eficiência energética da empresa, um inventor propõe o seguinte esquema: a energia proveniente do processo de liquefação pode ser empregada em uma máquina térmica que opera em um ciclo termodinâmico de tal forma que uma bomba industrial de potência 6,4 HP seja acionada continuamente 8 horas por dia.

Por meio de uma análise termodinâmica, determine se a proposta do inventor é viável, tomando como base os dados abaixo.

Dados:

- calor latente do rejeito: $2.160frac{kj}{kg}$

- temperatura do rejeito antes de ser liquefeito: 127ºC;

- temperatura do ambiente onde a máquina térmica opera: 27ºC

- rendimento da máquina térmica: 80% do máximo teórico;

- perdas associadas ao processo de acionamento da bomba: 20% e

- 1HP = 3/4 KW

Gabarito:

Resolução:

Calculando a energia necessária para acionar a bomba em oito horas:

$E = P cdot Delta t$

$E = (6,4 cdot frac{3}{4}) cdot ( 8 cdot 3600)$

$E = 138.240 kJ$

Calor liberado pela liquefação:

$Q_{Q} = mL = 200 cdot 2160$

$Q_{Q} = 432.000 kJ$

Rendimento máximo teórico:

$eta = 0,8 eta _{max}$

$eta = 20 \%$

Trabalho total:

$eta = frac{ au_{t}}{Q_{q}}$

$au _{t} = 0,2 cdot 432.000$

$au _{t} = 86.400 kJ$

Trabalho útil:

$au _{u} = 0,8 au_{t}$

$au _{u} = 69.120 kJ$

Como $au _{u} < E$ a proposta é inviável.

Questões relacionadas

Questão 5

(IME - 2017/2018 - 1ª FASE ) Como mostra a figura acima, um microfone M está pendurado no teto, preso a uma mola ideal, verticalmente acima de um alto-falante A, que produz u...

Ver questão

Questão 2

(IME - 2017/2018 - 1ª FASE ) Conforme a figura acima, um corpo, cuja velocidade é nula no ponto A da superfície circular de raio R, é atingido por um projétil...

Ver questão

Questão 11

(IME - 2017/2018 - 1ª FASE ) Duas partículas A e B carregadas eletricamente com mesmos valores de cargas positivas, partem da origem em velocidade nula no instante t = 0, e t&e...

Ver questão

Questão 4

(IME - 2017/2018 - 1ª FASE ) Como mostra a figura, dois corpos de massa m e volume V estão em equilíbrio estático. Admita que é a massa especí...

Ver questão