Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 13
A água é usada como fluido de trabalho em um motor térmico de Ciclo de Carnot muda de líquido saturado para vapor saturado a 200 °C no processo de adição de calor. Calor é rejeitado em um processo, a pressão constante (também a constante) de 20 kPa. O motor térmico aciona um refrigerador de Carnot operando entre e . Determine o calor transferido para a água por de água. Qual a quantidade de calor que deve ser transferido para a água no motor térmico de modo que o refrigerador possa remover do espaço refrigerado?
Passo 1
Fala galeraaa!
Vamos começar com a parte conceitual...
Vamos começar analisando a nossa tabela termodinâmica correspondente...
Por interpolação, conseguimos encontrar que a temperatura saturada correspondente para é dada por...
Passo 2
Que beleza! Tá faltando apenas achar o a saída de trabalho líquido por de água e o rendimento térmico do ciclo.
Pois muito bem! Pra isso, vamos começar olhando a fórmula de rendimento do nosso ciclo considerando apenas o refrigerador...
Só que isso também pode ser reescrito como...
Pronto! Tá faltando apenas a fonte de calor... Cujo valor é dado pela seguinte fórmula...
Só que o nosso refrigerador é capaz de remover do espaço... Logo, temos um trabalho de...
Passo 3
E esse trabalho vai ser usado no motor térmico de modo que ele pode ser escrito também como sendo o produto da quantidade de calor que deve ser transferido para a água no motor térmico pela eficiência do processo... Ou seja;
Onde a eficiência pode ser escrita como...
Sendo que a temperatura do ciclo frio ou de baixa corresponde a temperatura saturada em que a gente já calculou antes...
E então podemos achar o calor transferido...
Pronto! Missão cumprida!