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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 77

Um ciclo Ericsson opera entre reservatórios de energia térmica a 627   ° C   e   7   ° C produzindo 500   k W de potência. Determine a taxa de fornecimento de calor para esse ciclo, considerando que ele é repetido 2.000 vezes por minuto.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Se você não está familiarizado com o ciclo Ericsson, observe abaixo o seu diagrama P - v .

Nos é dito que o ciclo opera entre reservatórios de energia térmica a 627   ° C   e   7   ° C produzindo 500   k W de potência. Portanto:

T L = 7 ° C + 273 = 28 0   K

T H = 6 27 ° C + 273 = 9 00   K

Passo 2

A eficiência de um ciclo ideal é dada por:

η = W l i q Q e n t

Analogamente podemos dizer que:

η = P Q ˙ e n t

Da definição, temos também que:

η = W l i q Q e n t = Q e n t - Q s a i Q e n t = 1 - Q s a i Q e n t

Para um ciclo reversível ideal, temos que:

Q e n t Q s a i = T H T L

Logo:

η = 1 - T L T H

Passo 3

Portanto, temos que:

1 - T L T H = P Q ˙ e n t

Logo:

1 - 280 900 = 500 Q ˙ e n t

Q ˙ e n t = 725,9   k W

Essa é a taxa total fornecida pelos 2000 ciclos por minuto. A taxa por ciclo será então:

Q e n t , c i c l o = Q ˙ e n t N

Convertendo os ciclos por minuto para ciclos por segundo, temos que:

N = 2000 60 c i c l o s s

Logo:

Q e n t , c i c l o = 725,9   k J / s 2000 60   c i c l o s / s

Resolvendo, temos que:

Q e n t , c i c l o = 21,774   k J / s

Resposta

Q e n t , c i c l o = 21,774   k J / s

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