Paniere energetica ambientale - risposte multiple

Set domande: energetica ambientale ingegneria industriale

Docente: Arteconi Alessia - Lezione 002

• 1. La convenzione quadro delle nazioni unite è: Un trattato in vigore in tutti i paesi industrializzati Un trattato ambientale predisposto dagli Stati Uniti d'America Un trattato ambientale internazionale Un trattato di sviluppo economico internazionale

• 2. Una fonte di energia secondaria è: disponibile in natura, ma di secondaria importanza l'energia delle biomasse ottenuta per trasformazione da una fonte di energia primaria l'energia nucleare

• 3. Quale tra questi è il gas con il maggior global warming potential (GWP)? Metano Nessuno dei precedenti ha effetti climalteranti Protossido di azoto Anidride carbonica

• 4. Quale affermazione non è corretta? l'energia elettrica è dovuta al movimento di cariche elettriche l'energia elettrica può essere trasportata su lunghe distanze l'energia elettrica è una forma di energia secondaria l'energia elettrica può essere facilmente accumulata

• 5. Quale affermazione non è corretta? Per convenzione il calore è positivo quando viene trasferito al sistema Il calore si trasferisce in presenza di una differenza di temperatura Il calore è una grandezza di scambio Il calore è una proprietà del sistema

• 6. L'energia termica è: legata all'agitazione delle molecole interamente convertibile in energia meccanica somma di energia cinetica e potenziale è interamente convertibile in energia elettrica

• 7. L'energia meccanica è: legata all'agitazione delle molecole somma di energia termica e cinetica somma di energia cinetica e potenziale somma di energia termica e potenziale

Lezione 003

• 1. Quale tra le seguenti non è una caratteristica delle fonti rinnovabili? Le fonti rinnovabili hanno come motore primo l'energia del sole Le fonti rinnovabili si considerano inesauribili Le fonti rinnovabili assicurano una produzione energetica costante Le fonti rinnovabili hanno un ridotto impatto ambientale

• 2. L'efficienza di un ciclo diretto reversibile operante tra le temperature massima Th e minima Tc è: (Th-Tc)/Th (Tc-Th)/Tc (Tc-Th)/Th (Th-Tc)/Tc

• 3. La prima equazione del TdS per sostanze pure è: dU=TdS-pdV dG=Vdp-SdT dA=-pdV-SdT dH=TdS+Vdp

• 4. Il titolo di una miscela di liquido e vapore è definito come il rapporto tra la massa del liquido e la massa della miscela il rapporto tra la massa del liquido e la massa del vapore il rapporto tra la massa del vapore e la massa del liquido il rapporto tra la massa del vapore e la massa della miscela

• 5. Definire le fonti di energia primarie e secondarie

• 6. Definire cosa si intende per fonte rinnovabile

• 7. Definizione di entropia, suo significato e formulazione matematica.

• 8. Definizione di efficienza isentropica di una turbina

• 9. Definizione di efficienza isentropica di un compressore

Lezione 004

• 1. L'exergia associata ad un trasferimento di calore Q è: Q(T-Ta)/T Q(T-Ta)Ta Q(Ta-T)/T Q Ta/T

• 2. Quale affermazione non è corretta? L'exergia è definita come il massimo lavoro ottenibile da un sistema L'exergia dipende dall'ambiente di riferimento L'exergia è legata alla qualità dell'energia L'exergia di un sistema si conserva

• 3. Il rapporto tra flusso di exergia e quantità di calore scambiato è nullo quando la temperatura è uguale alla temperatura ambiente aumenta all'infinito se la temperatura tende allo zero assoluto diminuisce se la temperatura scende al di sotto della temperatura ambiente diminuisce se la temperatura sale al di sopra della temperatura ambiente

• 4. Quale affermazione non è corretta? L'exergia totale di un sistema comprende l'exergia elettrica L'exergia totale di un sistema comprende l'exergia chimica L'exergia totale di un sistema comprende l'exergia cinetica L'exergia totale di un sistema comprende l'exergia potenziale

• 5. Definizione di anergia

• 6. Definizione di exergia, significato ed espressione per le diverse modalità di scambio di un sistema con l'ambiente (calore, lavoro, massa)

• 7. In uno scambiatore di calore il fluido caldo (R11) condensa alla temperatura costante di 120°C cedendo una potenza termica di 100 kW al fluido freddo. Quest'ultimo è acqua che evapora alla temperatura di 110°C. Valutare il flusso di exergia ceduto dal fluido caldo e quello prelevato dal fluido freddo ipotizzando Ta= 20°C

• 8. Scrivere l'espressione dell'exergia di una quantità di calore Q

Lezione 005

• 1. Si calcoli l'exergia specifica di una massa d'aria a 100°C e 20 bar, essendo la temperatura ambiente 20°C e la pressione ambiente 1 bar. (cp_aria=1 kJ/kgK e R=287 J/kgK) 432 kJ/kg 261 kJ/kg 100 kJ/kg 320 kJ/kg

• 2. L'exergia associata ad un flusso di massa m è definita: (ha-h)-Ta(sa-s) (h-ha)-Ta(s-sa) (h1-h2)-Ta(s1-s2) m((h-ha)-Ta(s-sa))

• 3. Si calcoli l'exergia specifica di una massa d'aria a 500°C e 15 bar, essendo la temperatura ambiente 285K e la pressione ambiente 1 bar. (cp_aria=1 kJ/kgK e R=287 J/kgK) 425 kW 100 kJ/kg 425 kJ/kg 221 MJ/kg

• 4. Nell'ipotesi che la temperatura ambiente sia pari a 27°C, si calcoli l'exergia associata a Q = 10 kWh/kg forniti a 800°C ad una massa di 2 kg 14 kWh 7 kJ 52 kJ 14 MJ

• 5. Nell'ipotesi che la temperatura ambiente sia pari a 27°C, si calcoli l'exergia associata a Q = 10 kWh forniti a 800°C 26 MJ 7 MJ 26000 kWh 7 kJ

• 6. Nell'ipotesi che la temperatura ambiente sia pari a 300 K, si calcoli l'exergia associata a Q = 100 kJ i a 1000 K 70 kJ 50 kJ 3 kJ 15 kJ

• 7. Scrivere l'espressione dell'exergia specifica di un flusso di massa

• 8. Nell'ipotesi che la temperatura ambiente sia pari a 300 K, si calcoli l'exergia associata a una massa di 1 kg d'acqua a 350 K

Lezione 006

• 1. Quale affermazione non è corretta? Exergia ottenuta = Exergia fornita - Exergia distrutta rendimento exergetico = exergia distrutta/exergia fornita rendimento exergetico = 1-(perdite/exergia fornita) rendimento exergetico = exergia ottenuta/exergia fornita

• 2. Il teorema di Gouy-Stodola dice che Ex_DIS = Ta Q Ex_DIS = L Ex_DIS = Ta Sgen Ex_DIS = Q(1-Ta/T)

• 3. Quale affermazione non è corretta? L'exergia distrutta può essere maggiore, minore o uguale a zero se un sistema isolato evolve spontaneamente verso uno stato di equilibrio annullando così la differenza di potenziale che ha causato l'evoluzione, si perde la possibilità di rendere disponibile energia in forma di lavoro, ovvero è stata distrutta dell'exergia del sistema la rapidità con cui varia nel tempo l'exergia contenuta nel volume di controllo dipende sia dai flussi exergetici che dalla exergia distrutta nel volume di controllo L'exergia distrutta costituisce una misura del grado di irreversibilità termodinamica contenuta in un processo

• 4. Scrivere l'espressione del teorema di Gouy-Stodola

• 5. Definizione di rendimento exergetico

Lezione 007

• 1. Confrontando il rendimento exergetico con il rendimento isentropico di un compressore e di una turbina, quale affermazione è corretta? Compressore: rendimento exergetico > rendimento isentropico Turbina: rendimento exergetico < rendimento isentropico Compressore: rendimento exergetico > rendimento isentropico Turbina: rendimento exergetico > rendimento isentropico Compressore: rendimento exergetico < rendimento isentropico Turbina: rendimento exergetico > rendimento isentropico Compressore: rendimento exergetico < rendimento isentropico Turbina: rendimento exergetico < rendimento isentropico

• 2. Con riferimento a una temperatura esterna Ta= 300 K si considerino due corpi, uno mantenuto a temperatura T1 = 500 K, l'altro a temperatura T2=100 K. Essi sono isolati dall'esterno mediante un contenitore, uguale in entrambi i casi, avente una superficie di 1 m² e coefficiente di trasmissione K = 0,2 W m^-2 K^-1. Confrontare le rispettive perdite exergetiche.

• 3. Scrivere l'espressione della perdita per attrito durante la compressione reale di un gas

• 4. Scrivere l'espressione della perdita per attrito durante l'espansione reale di un gas

Lezione 008

• 1. Si calcoli l'efficienza exergetica di un ciclo diretto che riceve 120 kW di calore a 520°C, produce lavoro e scarica in ambiente 50 kW a 50°C. La temperatura ambiente è 20°C 0,52 0,87 0,99 0,63

• 2. Si calcoli l'efficienza exergetica di un ciclo diretto che riceve 100 kW di calore a 650°C, produce lavoro e scarica in ambiente 40 kW. La temperatura ambiente è 25°C 0,94 0,60 0,88 0,68

• 3. Si calcoli l'efficienza exergetica di un ciclo diretto che riceve 120 kW di calore a 500°C, produce lavoro e scarica in ambiente 50 kW. La temperatura ambiente è 20°C 0,94 0,58 1,1 0,62

• 4. Il rendimento di secondo principio dei cicli diretti bitermici è sempre maggiore del rendimento di primo principio sempre minore o uguale al rendimento di primo principio sempre minore del rendimento di primo principio sempre maggiore o uguale al rendimento di primo principio

• 5. In un ciclo bitermico diretto che si svolge tra la temperatura T = 600 K e la temperatura ambiente Ta = 300 K, sono forniti Q = 600 kJ/kg di calore mentre sono ottenuti L = 250 kJ/kg di lavoro. Si determini il rendimento di secondo principio. 0,54 0,91 0,74 0,83

• 6. Il rendimento ideale di una macchina frigorifera operante tra le temperature Th e Tc è: (Th-Tc)/Th Tc/(Th-Tc) Th/(Th-Tc) (Th-Tc)/Tc

• 7. Si calcoli l'efficienza exergetica di un ciclo diretto che riceve 100 kW di calore a 650°C, produce lavoro e scarica in ambiente 40 kW a 70°C. La temperatura ambiente è 25°C 0,91 0,96 0,68 0,88

Lezione 009

• 1. Calcolare il rendimento exergetico di una macchina frigorifera che sottrae 100 kW di calore ad un serbatoio a -10°C con un COP pari a 3. La temperatura ambiente è 25°C 0,23 0,32 0,30 0,40

• 2. Calcolare il rendimento exergetico di una macchina frigorifera che sottrae 34 kW di calore ad un serbatoio a -15°C con un COP pari a 2.3. La temperatura ambiente è 25°C 0,36 0,42 0,23 0,30

• 3. Calcolare l'exergia distrutta di una macchina frigorifera che sottrae 34 kW di calore ad un serbatoio a -15°C con un COP pari a 2.3. La temperatura ambiente è 25°C 9.5 kW 20 kW 12 kW 5 kW

• 4. Stimare il potere exergetico di 35.7 kg/s d'olio combustibile avente potere calorifico inferiore pari a 42 MJ/kg 1499 MW 0.85 MW 1.18 MW 1350 MW

• 5. Il potere exergetico di un combustibile è: il lavoro minimo che si può ottenere da un chilogrammo di combustibile soggetto ad un'ossidazione completa con aria comburente in un sistema aperto. il lavoro massimo che si può ottenere da un chilogrammo di combustibile soggetto ad un'ossidazione completa con aria comburente in un sistema chiuso. il lavoro massimo che si può ottenere da un chilogrammo di combustibile soggetto ad un'ossidazione completa con aria comburente in un sistema aperto. il lavoro che si può ottenere da un combustibile soggetto ad ossidazione con aria comburente

• 6. Il rendimento ideale di una pompa di calore operante tra le temperature Th e Tc è: (Th-Tc)/Tc (Th-Tc)/Th Tc/(Th-Tc) Th/(Th-Tc)

• 7. Calcolare l'exergia distrutta di una macchina frigorifera che sottrae 100 kW di calore ad un serbatoio a -10°C con un COP pari a 3. La temperatura ambiente è 25°C 20 kW 47 kW 13 kW 9 kW

• 8. Calcolare l'exergia distrutta di una pompa di calore che fornisce 35 kW di calore ad un serbatoio a 65°C con un COP pari a 2.5. La temperatura ambiente è 20°C 5 kW 15 kW 21 kW 9 kW

• 9. Calcolare l'exergia distrutta di una pompa di calore che fornisce 100 kW di calore ad un serbatoio a 50°C con un COP pari a 3. La temperatura ambiente è 25°C 30 kW 26 kW 10 kW 5 kW

• 10. Calcolare il rendimento exergetico di una pompa di calore che fornisce 35 kW di calore ad un serbatoio a 65°C con un COP pari a 2.5. La temperatura ambiente è 20°C 0,23 0,33 1,7

• 11. Calcolare il rendimento exergetico di una pompa di calore che fornisce 100 kW di calore ad un serbatoio a 50°C con un COP pari a 3. La temperatura ambiente è 25°C 0,23 1,5 4,3 0,35

• 12. Scrivere l'espressione del rendimento exergetico di una pompa di calore operante tra Th e Tc (>Ta)

• 13. Definire il potere exergetico di un combustibile

Lezione 011

• 1. Sapendo che un compressore elabora una portata di 15 kg/s, che le entalpie di ingresso e uscita sono hi=1120 kJ/kg hu=3245 kJ/kg e che le entropie sono si=120 kJ/kgK e su=125 kJ/kg K, calcolare il rendimento exergetico (Ta=298K) 0,3 0,45 0,1 0,24

• 2. Sapendo che un compressore elabora una portata di 5 kg/s, che le entalpie di ingresso e uscita sono hi=3245 kJ/kg hu=2440 kJ/kg e che le entropie sono si=7.7 kJ/kgK e su=7.9 kJ/kg K, calcolare il rendimento exergetico (Ta=298K) 0,45 0,93 0,24 0,1

• 3. Il rendimento exergetico di una turbina è: m(ex_e-ex_u)/L L/(ex_u-ex_e) m(ex_u-ex_e)/L L/m(ex_e-ex_u)

• 4. Il rendimento exergetico di un compressore è: L/m(ex_e-ex_u) L/(ex_u-ex_e) m(ex_u-ex_e)/L m(ex_e-ex_u)/L

• 5. Sapendo che un compressore elabora una portata di 15 kg/s, che le entalpie di ingresso e uscita sono hi=1120 kJ/kg hu=3245 kJ/kg e che le entropie sono si=120 kJ/kgK e su=125 kJ/kg K, calcolare l'exergia distrutta (Ta=298K) 15 MW 22 kW 15 kW 22.4 MW

• 6. Sapendo che un compressore elabora una portata di 5 kg/s, che le entalpie di ingresso e uscita sono hi=3245 kJ/kg hu=2440 kJ/kg e che le entropie sono si=7.7 kJ/kgK e su=7.9 kJ/kg K, calcolare l'exergia distrutta (Ta=298K) 1.2 MW 298 kW 345 kW 3.4 MW

• 7. Quale tra queste non è un'ipotesi considerata per applicare il bilancio exergetico ad una macchina motrice o operatrice? sistema non adiabatico regime stazionario trascurabilità dell'energia cinetica e potenziale flusso monodimensionale

• 8. Scrivere l'espressione del rendimento exergetico di una turbina

Lezione 012

• 1. Uno scambiatore di calore riscalda una portata di acqua di 0.31 kg/s da 20°C a 50°C fornendogli una quantità di calore pari a 39 kW a 318 K (Ta=5°C). Calcolare l'exergia distrutta 3.4 kW 1.1 kW 2.1 kW 0.6 kW

• 2. Uno scambiatore di calore riscalda una portata di acqua di 0.14 kg/s da 20°C a 45°C fornendogli una quantità di calore pari a 15 kW attraverso una portata d'aria che passa da 60°C a 30°C (Ta=20°C). Calcolare l'exergia distrutta 0,78 0,48 0,56 0,65

• 3. Considerando uno scambiatore di calore a miscela la cui finalità sia quella di trasferire exergia dal fluido caldo a quello freddo, l'espressione del rendimento exergetico è: m_c (ex_fu-ex_fe)/m_f (ex_ce-ex_cu) m_f (ex_fu-ex_fe)/m_c (ex_ce-ex_cu) m_f (ex_fe