Risposte multiple paniere di energetica ambientale

Risposte multiple per l'esame di energetica ambientale

Ingegneria industriale - docente: Coccia Gianluca

Lezione 002

• Domanda 01: La convenzione quadro delle Nazioni Unite è:
  • Un trattato ambientale predisposto dagli Stati Uniti d'America
  • Un trattato ambientale internazionale
  • Un trattato di sviluppo economico internazionale
  • Un trattato in vigore in tutti i paesi industrializzati
• Domanda 02: 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
• Domanda 03: Quale affermazione non è corretta?
  • 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
  • Per convenzione il calore è positivo quando viene trasferito al sistema
• Domanda 04: Quale affermazione non è corretta?
  • L'energia elettrica può essere facilmente accumulata
  • L'energia elettrica è una forma di energia secondaria
  • L'energia elettrica è dovuta al movimento di cariche elettriche
  • L'energia elettrica può essere trasportata su lunghe distanze
• Domanda 05: Quale tra questi è il gas con il maggior global warming potential (GWP)?
  • Anidride carbonica
  • Metano
  • Nessuno dei precedenti ha effetti climalteranti
  • Protossido di azoto
• Domanda 06: L'energia termica è:
  • Legata all'agitazione delle molecole
  • Somma di energia cinetica e potenziale
  • Interamente convertibile in energia meccanica
  • È interamente convertibile in energia elettrica
• Domanda 07: L'energia meccanica è:
  • Somma di energia termica e cinetica
  • Somma di energia termica e potenziale
  • Legata all'agitazione delle molecole
  • Somma di energia cinetica e potenziale

Definizioni

• Domanda 08: Nel protocollo di Kyoto si raggiunge l'obiettivo di ridurre le emissioni di gas serra in tutti i paesi industrializzati.
• Domanda 09: Fornire le definizioni di energia, lavoro e calore.

Lezione 003

• Domanda 01: L'efficienza di un ciclo diretto reversibile operante tra le temperature massima Th e minima Tc è:
  • (Th-Tc)/Th
  • (Th-Tc)/Tc
  • (Tc-Th)/Tc
  • (Tc-Th)/Th
• Domanda 02: La prima equazione del TdS per sostanze pure è:
  • dH = TdS-Vdp
  • dG = Vdp-SdT
  • dA = -pdV-SdT
  • dU = TdS-PdV
• Domanda 03: Il titolo di una miscela di liquido e vapore è definito come:
  • 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
  • Il rapporto tra la massa del liquido e la massa della miscela
• Domanda 04: Quale tra le seguenti non è una caratteristica delle fonti rinnovabili?
  • Le fonti rinnovabili si considerano inesauribili
  • Le fonti rinnovabili assicurano una produzione energetica costante
  • Le fonti rinnovabili hanno un ridotto impatto ambientale
  • Le fonti rinnovabili hanno come motore primo l'energia del sole

Definizioni

• Domanda 05: Definire cosa si intende per fonte rinnovabile.
• Domanda 06: Definizione di entropia.
• Domanda 07: Definizione di efficienza isentropica di una turbina.
• Domanda 08: Definizione di efficienza isentropica di un compressore.
• Domanda 09: Definire le fonti di energia primarie e secondarie.

Lezione 004

• Domanda 01: Quale affermazione non è corretta?
  • L'exergia di un sistema si conserva
  • L'exergia è legata alla qualità dell'energia
  • L'exergia dipende dall'ambiente di riferimento
  • L'exergia è definita come il massimo lavoro ottenibile da un sistema
• Domanda 02: Quale affermazione non è corretta?
  • L'exergia totale di un sistema comprende l'exergia chimica
  • L'exergia totale di un sistema comprende l'exergia elettrica
  • L'exergia totale di un sistema comprende l'exergia potenziale
  • L'exergia totale di un sistema comprende l'exergia cinetica
• Domanda 03: L'exergia associata ad un trasferimento di calore Q è:
  • Q Ta/T
  • Q(T-Ta)/T
  • Q(T-Ta)Ta
  • Q(Ta-T)/T
• Domanda 04: Il rapporto in valore assoluto tra flusso di exergia e quantità di calore scambiato:
  • Aumenta all'infinito se la temperatura tende allo zero assoluto
  • Diminuisce se la temperatura sale al di sopra della temperatura ambiente
  • Aumenta all'infinito se la temperatura sale al di sopra della temperatura ambiente
  • Diminuisce se la temperatura scende al di sotto della temperatura ambiente

Definizioni

• Domanda 05: 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.
• Domanda 06: Definizione di exergia.
• Domanda 07: Definizione di anergia.
• Domanda 08: Ricavare l'espressione dell'exergia di una quantità di calore Q.

Lezione 005

• Domanda 01: Nell'ipotesi che la temperatura ambiente sia pari a 27 °C, si calcoli l'exergia associata a Q = 10 kWh fornito a 800 °C.
  • 7 MJ
  • 26'000 kWh
  • 26 MJ
  • 7 kJ
• Domanda 02: Nell'ipotesi che la temperatura ambiente sia pari a 300 K, si calcoli l'exergia associata a Q = 100 kJ fornito a 1000 K.
  • 15 kJ
  • 50 kJ
  • 3 kJ
  • 70 kJ
• Domanda 03: 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.
  • 7 kJ
  • 14 kWh
  • 14 MJ
  • 52 kJ
• Domanda 04: L'exergia associata ad un flusso di massa m è definita come:
  • (h1-h2)-Ta(s1-s2)
  • m((h-ha)-Ta(s-sa))
  • (ha-h)-Ta(sa-s)
  • (h-ha)-Ta(s-sa)

Calcoli

• Domanda 05: Si calcoli l'exergia specifica di una massa d'aria a 500 °C e 15 bar, essendo la temperatura ambiente 285 K e la pressione ambiente 1 bar (cp_aria=1 kJ/(kg K) e R=287 J/(kg K)).
• Domanda 06: 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/(kg K) e R=287 J/(kg K)).
• Domanda 07: Ricavare l'espressione dell'exergia specifica di un flusso di massa.
• Domanda 08: 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

• Domanda 01: Quale affermazione non è corretta?
  • Rendimento exergetico = 1-(perdite/exergia fornita)
  • Rendimento exergetico = exergia distrutta/exergia fornita
  • Rendimento exergetico = exergia ottenuta/exergia fornita
  • Exergia ottenuta = exergia fornita - exergia distrutta
• Domanda 02: Il teorema di Gouy-Stodola afferma che:
  • Ex_dis = Q(1-Ta/T)
  • Ex_dis = L
  • Ex_dis = Ta Sgen
  • Ex_dis = Ta Q
• Domanda 03: Quale affermazione non è corretta?
  • L'exergia distrutta costituisce una misura del grado di irreversibilità termodinamica contenuta in un processo
  • 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

Definizioni

• Domanda 04: Definizione di rendimento exergetico.
• Domanda 05: Ricavare l'espressione del teorema di Gouy-Stodola.

Lezione 007

• Domanda 01: Nella compressione reale di un gas, si verifica che:
  • eta_ex < eta_is
  • eta_ex > eta_is
  • eta_ex = eta_is
  • eta_ex / eta_is < 1
• Domanda 02: 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
• Domanda 03: La perdita di exergia specifica associata all'espansione reale di un gas vale:
  • T1(s2-s1)
  • Ta(s2-s1)
  • T2 s2 - T1 s1
  • Ta(s1-s2)
• Domanda 04: La perdita di exergia specifica associata alla compressione reale di un gas vale:
  • T1(s2-s1)
  • Ta(s1-s2)
  • T2 s2 - T1 s1
  • Ta(s2-s1)

Definizioni e calcoli

• Domanda 05: Nell'espansione reale di un gas, si verifica che eta_ex / eta_is < 1.
• Domanda 06: Scrivere l'espressione della perdita per attrito durante la compressione reale di un gas.
• Domanda 07: Con riferimento a una temperatura esterna Ta= 25 °C, si considerino due corpi, uno mantenuto a temperatura T1 = 125 °C, l'altro a temperatura T2= -75 °C. Essi sono isolati dall'esterno mediante un contenitore, eguale in entrambi i casi, avente una superficie di 3 m² e coefficiente di trasmissione K = 0,2 W m^-2 K^-1. Confrontare le rispettive perdite energetiche ed exergetiche.
• Domanda 08: Scrivere l'espressione della perdita per attrito durante l'espansione reale di un gas.
• Domanda 09: Con riferimento a una temperatura esterna Ta= 15 °C, si considerino due corpi, uno mantenuto a temperatura T1 = 70 °C, l'altro a temperatura T2= -40 °C. Essi sono isolati dall'esterno mediante un contenitore, eguale in entrambi i casi, avente una superficie di 1 m² e coefficiente di trasmissione K = 0,1 W m^-2 K^-1. Confrontare le rispettive perdite energetiche ed exergetiche.
• Domanda 10: Con riferimento a una temperatura esterna Ta= 20 °C, si considerino due corpi, uno mantenuto a temperatura T1 = 100 °C, l'altro a temperatura T2= -60 °C. Essi sono isolati dall'esterno mediante un contenitore, eguale in entrambi i casi, avente una superficie di 2 m² e coefficiente di trasmissione K = 0,1 W m^-2 K^-1. Confrontare le rispettive perdite energetiche ed exergetiche.

Lezione 008

• Domanda 01: 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.
  • 0.68
  • 0.88
  • 0.94
  • 0.80
• Domanda 02: 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.
  • 0.74
  • 0.91
  • 0.54
  • 0.83
• Domanda 03: Il diagramma di Grassman:
  • Non è sempre tracciabile per un sistema energetico
  • Non rappresenta l'exergia distrutta
  • Rappresenta i flussi energetici di un sistema
  • Rappresenta i flussi exergetici di un sistema
• Domanda 04: 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.
  • 0.99
  • 0.63
  • 0.87
  • 0.52

Calcoli e definizioni

• Domanda 05: 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.
• Domanda 06: Il rendimento di secondo principio dei cicli diretti bitermici è sempre minore o uguale al rendimento di primo principio.
• Domanda 07: 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.
• Domanda 08: 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 e si tracci il diagramma di Grassman.
• Domanda 09: Scrivere l'espressione del bilancio exergetico di un ciclo chiuso diretto che, a partire da calore Qh a Th, produce lavoro L e scarica in ambiente calore Qc. Tracciare il diagramma di Grassman.

Lezione 009

• Domanda 01: 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 di 25 °C.
  • 0.23
  • 0.30
  • 0.42
  • 0.36
• Domanda 02: 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 di 25 °C.
  • 0.40
  • 0.23
  • 0.30
  • 0.32
• Domanda 03: 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 di 25 °C.
  • 13 kW
  • 20 kW
  • 9 kW
  • 47 kW
• Domanda 04: 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 di 25 °C.
  • 20 kW
  • 12 kW
  • 9.5 kW
  • 5 kW

Calcoli e definizioni

• Domanda 05: Calcolare l'exergia distrutta di una pompa di calore che fornisce 50 kW di calore ad un serbatoio a 65 °C con un COP pari a 2.5. La temperatura ambiente è di 20 °C.
• Domanda 06: Il rendimento ideale di una macchina frigorifera operante tra le temperature Th e Tc è: Tc/(Th-Tc).
• Domanda 07: Il rendimento ideale di una pompa di calore operante tra le temperature Th e Tc è: (Th-Tc)/Tc.
• Domanda 08: Il potere exergetico di un combustibile è: il lavoro massimo che si può ottenere da un chilogrammo di combustibile soggetto ad un'ossidazione completa con aria comburente in un sistema aperto.
• Domanda 09: Stimare il potere exergetico di 35.7 kg/s di olio combustibile avente potere calorifico inferiore pari a 42 MJ/kg.
• Domanda 10: 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 di 25 °C.
• Domanda 11: Calcolare il rendimento exergetico di una pompa di calore che fornisce 50 kW di calore ad un serbatoio a 65 °C con un COP pari a 2.5. La temperatura ambiente è di 20 °C.
• Domanda 12: 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 di 25 °C.
• Domanda 13: Definire il potere exergetico di un combustibile.
• Domanda 14: Scrivere l'espressione del rendimento exergetico di una pompa di calore operante tra Th e Tc (>Ta). Tracciare il diagramma di Grassman.

Lezione 011

• Domanda 01: Quale tra queste non è un'ipotesi considerata per applicare il bilancio exergetico ad una macchina motrice o operatrice?
  • Flusso monodimensionale
  • Trascurabilità dell'energia cinetica e potenziale
  • Regime stazionario
  • Sistema non adiabatico
• Domanda 02: Il rendimento exergetico di un compressore è:
  • m(ex_u-ex_e)/L
  • L/(ex_u-ex_e)
  • L/m(ex_e-ex_u)
  • m(ex_e-ex_u)/