Considere um ciclo de ar-padrão frio Otto. Os dados operacionais são fornecidos em seus estados principais no ciclo, na tabela a seguir. O calor rejeitado pelo ciclo é de 86 Btu/lb de ar (200,0 kJ/kg). Admiitindo e , determine
a) A taxa de compressão.
b) O trabalho líquido por unidade de massa de ar, em Btu/lb.
c) A eficiência térmica.
Passo 1
Olha só que nesse exercício já foram dados todos os estados termodinâmicos, o que vai facilitar bastante nossa vida. A letra a pede a taxa de compressão que é dada pela relação entre o volume antes e depois da comressão:
Se acharmos os volumes e conseguiremos saber a taxa de compressão. Como as pressões de 1 e 2 são conhecidas podemos aplicar a relação de volume e pressão para isentrópicas.
Passo 2
O trabalho líquido por unidade de massa é igual a diferença entre o calor recebido e descartado .
Como o ciclo é Otto, então a troca de calor sempre ocorre a volume constante, portanto, para acharmos e vamos utilizar a seguinte equação.
Perceba que as unidades todas já estão batendo então não é necessário fazer a conversão de unidades.
Passo 3
A eficiência térmica agora é facilmente achada utilizando sua definição
Também poderíamos utilizar a equação com fator de compressão e acharíamos o mesmo valor. Na prova você pode fazer isso para conferir seus resultados =)