Enunciado

Um ciclo padrão a ar com calores específicos variáveis e executado em um sistema fechado e composto dos quatro processos seguintes:

1-2 Fornecimento de 300 Btu/lbm de calor a v = constante de 14,7 psia e 80 °F

2-3 Fornecimento de calor a P =constante ate 3.200 R

3-4 Expansão isentrópica até 14,7 psia

4-1 Rejeição de calor a P = constante de volta ao estado inicial

(a) Mostre o ciclo nos diagramas P-v e T-s.

(b) Calcule o calor total fornecido por unidade de massa.

(c) Determine a eficiência térmica.

Passo 1

Vamos lá! A questão nos afirma que os quatro processos de um ciclo padrão de ar são descritos. O ciclo deve ser mostrado nos diagramas P-v e T-s, e a entrada total de calor e a eficiência térmica devem ser determinadas.

Assumindo que:

  1. As suposições das normas aéreas são aplicáveis.
  2. As alterações cinéticas e potenciais alterações energéticas são insignificantes.
  3. O ar é um gás ideal com aquecimento específico constante.

As propriedades do ar são dadas na Tabela A-17E.

Passo 2

Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. Desse modo no item a) teremos:

Passo 3

Já no item b) As propriedades do ar em vários estados são

Para o balanço energético,

Passo 4

Para o item c) A eficiência térmica é então

Resposta

b )   612.4   B t u / l b m

c )   2 4 . 2 %

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