Um bocal ideal expande 1 kg/s de vapor d’água de 1 MPa e 240 ºC até uma pressão de 700 kPa. A variação de entalpia numa expansão isentrópica entre estes dois estados é de 78,83 kJ/kg. Se a razão de pressão crítica para vapor superaquecido for 0,547, o bocal é:

Deseja-se bombear óleo cru (peso específico igual a 9000 N/m³) ao nível do mar entre dois tanques grandes e abertos para a atmosfera através de uma tubulação de aço de 1 m de diâmetro e 100 km de comprimento. A vazão de óleo na tubulação é de 2,4 m³/s, ou seja, a velocidade média do escoamento é igual a 3 m/s. O coeficiente de atrito, nesta situação, é de 0,01 e, como a tubulação é praticamente reta e muito longa, as perdas de carga singulares são desprezíveis. A aceleração da gravidade pode ser aproximada por 10 m/s². Se, de forma ideal, toda a operação fosse efetuada por uma única bomba operando num ponto onde a eficiência é !$ η !$, a carga fornecida pela bomba seria:

Quando uma empresa resolveu adotar um sistema de cogeração como forma de conservar energia, os estudos preliminares indicaram duas configurações básicas possíveis: na primeira, um motogerador a gás natural seria usado para produzir eletricidade e os gases de exaustão do motor seriam aproveitados para a geração de vapor numa caldeira de recuperação. O vapor seria, então, usado por um chiller de absorção para produzir água gelada. Na segunda, uma turbina a gás natural substituiria o motor e seus gases de exaustão também seriam recuperados e, a seguir, utilizados pelo chiller para produzir água gelada. Uma análise baseada na primeira e na segunda lei da termodinâmica produziu a tabela abaixo.

Com base nestas informações, é correto afirmar que:

A seleção do acionador primário em sistemas de co-geração depende dos perfis térmico e de potência, requeridos pelo usuário final. Dentre os critérios disponíveis para a escolha da configuração básica de uma planta de co-geração, podem ser adotados o da paridade elétrica e o da paridade térmica. No critério de paridade elétrica, o sistema de cogeração é dimensionado para atender à demanda elétrica, não havendo produção de energia elétrica excedente, nem necessidade de se comprar energia elétrica da concessionária, salvo em caso de manutenção do sistema. Na paridade térmica, a central é projetada para atender à demanda térmica, não havendo escassez nem geração de energia térmica em excesso. Com base nestas informações, é correto afirmar que na paridade:

Ao fornecer calor a um determinado processo, o vapor se condensa, mas continua contendo parte do calor que foi originalmente adicionado à água pela combustão de óleo na caldeira. Com o objetivo de conservar energia, deve-se buscar a recuperação deste calor. Parte deste esforço passa, necessariamente, por considerações sobre o isolamento térmico das tubulações de condução de vapor e de condensado. Nesta perspectiva, é correto afirmar, que:

A co-geração pode ser definida como sendo o processo de produção de energia elétrica e calor a partir de uma única fonte de combustível. Sob o ponto de vista de engenharia, o esquema de co-geração é interessante porque:

Um sistema de geração de energia opera entre duas fontes térmicas cujas temperaturas são 2000 K e 400 K. O sistema recebe 1200 kJ da fonte quente e rejeita 1020 kJ para a fonte fria, produzindo 180 kJ de trabalho. Com base nestes dados, afirma-se, corretamente, que o sistema proposto:

Dentre os sistemas de geração de potência listados abaixo, aquele que apresenta o maior rendimento térmico é o ciclo de Rankine:

Um motor térmico opera entre fontes de calor cujas temperaturas são 300 K e 500 K. Considerando que o motor recebe 100 kJ/h da fonte a 500 K, a maior potência termodinamicamente admissível, em kJ/h, é:

Deseja-se condensar vapor utilizando-se, para tal, um trocador de calor contra-corrente. As entalpias do vapor na entrada e saída valem, respectivamente, 2456 !$ \large{kJ \over kg} !$ e 188 !$ \large{kJ \over kg} !$ . A outra corrente é formada por água líquida cujas temperaturas de entrada e saída são: 20 °C e 35 °C. Considerando que o calor específico da água é 4,2 !$ \large{kJ \over kgºC} !$ e que a vazão do vapor d’água é de 0,5 !$ \large{kg \over s} !$ , a vazão de água líquida deve ser igual, em !$ \large{kg \over s} !$ , a: