Um vapor passa por uma turbina adiabática. Sabendo-se que o vapor se expande para gerar 1000 kW, a vazão do vapor, em kg/s, deve ser igual a: Dados: • 1 kW = 1kJ/s (para o vapor:) • nas condições iniciais, H1 = 4800 kJ/kg; • nas condições finais, H2 = 2300 kJ/kg.
- A)0,14.
Errada, porque 0,14 kg/s não corresponde à divisão entre a potência fornecida e a queda de entalpia do vapor.
- B)0,20.
Errada, pois 0,20 kg/s ainda é metade do valor necessário para produzir 1000 kW com essa variação de entalpia.
- C)0,35.
Errada, porque 0,35 kg/s fica abaixo do resultado correto ao aplicar a relação entre potência e entalpia.
- D)0,40.
Certa, pois a turbina gera 1000 kJ/s e a queda de entalpia é de 2500 kJ/kg, então a vazão é 0,40 kg/s.
- E)0,43.
Errada, porque 0,43 kg/s superestima a vazão ao desconsiderar corretamente a diferença de entalpia fornecida.
Gabarito: D
Quando um vapor passa por uma turbina adiabática, você pode usar a ideia simples da conservação de energia: como não há troca de calor com o ambiente, a potência gerada vem da queda de entalpia do vapor. Na prática, isso vira a fórmula da turbina: W = m_dot (h1 - h2). Aqui, a diferença de entalpia é o “combustível” da potência mecânica entregue pela máquina. No enunciado, a turbina gera 1000 kW, e como 1 kW = 1 kJ/s, isso significa 1000 kJ/s. As entalpias são H1 = 4800 kJ/kg e H2 = 2300 kJ/kg, então a variação é de 2500 kJ/kg. É como se cada quilo de vapor pudesse fornecer 2500 kJ de energia útil ao atravessar a turbina. Agora é só dividir a potência pela queda de entalpia: m_dot = 1000 / 2500 = 0,40 kg/s. Por isso o gabarito é a letra D. Esse tipo de conta é padrão em Termodinâmica e costuma aparecer exatamente assim em provas da FGV: dado o trabalho/potência e as entalpias, basta isolar a vazão mássica. Se você lembrar da lógica “potência = vazão x energia por quilo”, a questão fica praticamente automática. Aqui não tem pegadinha de tabela nem de unidades escondidas: é só manter tudo em kJ e s, e o resultado sai limpo.