Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 184
Um ciclo padrão a ar com calores específicos constantes, executado em um sistema pistão-cilindro fechado, é composto dos três processos seguintes:
1-2 Compressão isentrópica com uma razão de compressão
2-3 Fornecimento de calor a uma pressão constante
3-1 Rejeição de calor a volume constante
Represente graficamente os diagramas e para esse ciclo.
Obtenha uma expressão para a razão de consumo de trabalho
como uma função de
Obtenha uma expressão para a eficiência térmica do ciclo
como uma função de
Determine o valor da razão de consumo de trabalho e eficiên-
cia conforme tende para o valor unitário.
Qual dos seus resultados implica sobre o trabalho líquido realizado pelo ciclo?
Passo 1
Passo 2
O trabalho de compressão é equacionado no processo :
O trabalho de expansão é encontrado por:
A taxa de retrocesso é:
O processo 1-2 é isentrópico; Portanto,
O processo 2-3 é pressão constante; Portanto,
O processo 3-1 é um volume constante; Portanto,
A taxa de retrocesso se torna:
Passo 3
Aplicaaando a primeira lei ao sistema fechado nos processos e :
A eficiência térmica do ciclo é dada por:
Passo 4
Desenvolvendo e :
Resposta
Esses resultados mostram que, se não houver compressão (ou seja, ), não haverá expansão e nenhum trabalho líquido será feito, mesmo que o calor possa ser adicionado ao sistema.