Problema 1 [7 valores]



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Teste de Energia e Ambiente


Mestrado em Engenharia do Ambiente
29 de Junho de 2013

Regente da Cadeira: Prof. Aux. Tânia Sousa



PROBLEMA 1 [7 valores]

Considere o ciclo representado pelo diagrama abaixo.




A

C

B

D


  1. Represente este ciclo num diagrama T-s assumindo que a substância é o ar com vapor de água (a mistura comporta-se como gás perfeito).

  2. Qual dos troços poderá representar a evolução de uma massa de ar inicialmente não-saturado para a temperatura de orvalho? Justifique.

  3. Este ciclo representa um ciclo de potência? Justifique.

PROBLEMA 2 [7 valores]

  1. Considere um balão de ar quente com um volume constante VA, um certo peso mA de cesto, passageiros e fuel que inicialmente está a uma Pressão P1. A temperatura dentro do balão é alterada de modo a forçar o balão a subir para uma pressão mais baixa P2. Compare (maior, menor ou igual) a temperatura do ar dentro do balão entre P1 e P2 considerando que a atmosfera tem um gradiente vertical de temperatura nulo. Justifique.

  2. Ar inicialmente a 50ºC e 20% de humidade relativa é arrefecido à pressão constante de 1 bar até 15ºC.

    1. Represente no diagrama psicrométrico a evolução entre o estado inicial (I) e o estado final (II). Justifique.

    2. Considerando que o caudal volumétrico do ar em I é de 60 m3/min calcule a quantidade de água condensada em g/min.

    3. Qual a quantidade de calor perdida pelo ar entre I e II?

PROBLEMA 3 [6 valores]

Considere a seguinte equação fundamental,





  1. Qual a importância da equação fundamental? Quais as unidades de a para que a equação seja dimensionalmente consistente.

  2. Calcule as equações de estado T=T(s,v) e P=P(s,v).

  3. Calcule o calor específico a pressão constante - cP. O seu valor está de acordo com o critério de estabilidade? Qual o significado físico deste critério de estabilidade?


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