16 A taxa de transferência de calor para um motor térmico é 1 kW, a potência do eixo do motor é 0,6 kW e a taxa de transferência de calor rejeitada no ambiente é 0,4 kW. Sabendo que a transferência de calor para o motor ocorre a 1000 K, determine a eficiência do motor baseada na primeira lei e a eficiência do motor baseada na segunda lei da termodinâmica.

Passo 1

E aí... vamos pra mais uma questão??

Nessa questão vamos usar a equação pra eficiência baseada na primeira lei:

η I = W ˙ Q ˙ H

E também da equação pra eficiência baseada na segunda lei (dicona: só muda a energia pela exergia):

η I I = W ˙ Φ ˙ H

A equação da exergia:

Φ ˙ H = 1 - T 0 T H Q ˙ H

Ahhhh... e vamos precisar definir uma temperatura ambiente. Acho que 25°C ta bom, ne? Daí precisamos passar ela pra Kelvin ( T K = T C + 273,15 ):

T 0 = 25 + 273,15

T 0 = 298,15   K

Passo 2

Calculando, então, a eficiência baseada na primeira lei:

η I = W ˙ Q ˙ H

Esse Q ˙ H é a taxa de transferência de calor que ENTRA no motor, então:

η I = 0,6 1

η I = 0,6

Passo 3

Pra segunda lei vamos primeiro calcular a exergia:

Φ ˙ H = 1 - T 0 T H Q ˙ H

Φ ˙ H = 1 - 298,15 1000 1

Φ ˙ H = 0,702   k W

Agora calculando a eficiência:

η I I = W ˙ Φ ˙ H

η I I = 0 , 6 0,702

η I I = 0,855

Pronto... acabamos . Vamos pra próxima?

Resposta

η I = 0,6

η I I = 0,855

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