Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 185
Um ciclo padrão a ar com calores específicos constantes executado em um sistema pistão-cilindro fechado, é composto dos três processos seguintes:
Fornecimento de calor a volume constante
Expansão isentrópica com uma razão de expansão
Rejeição de calor a uma pressão 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 eficiência conforme r tende para o valor unitário.
Qual dos seus resultados implica sobre o trabalho líquido realizado pelo ciclo?
Passo 1
Passo 2
O trabalho de expansão é encontrado pela primeira lei do processo :
O trabalho de compactação é encontrado por
A taxa de retrocesso é
O processo é pressão constante; Portanto,
O processo 2-3 é isentrópico; Portanto,
A taxa de retrocesso se torna:
Passo 3
Aplique a primeira lei ao sistema fechado nos processos 1-2 e 3-1 para ter:
A eficiência térmica do ciclo é dada por
O processo 1-2 é um volume constante; Portanto,
A eficiência se torna:
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.