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

1-2 Compressão isentrópica de 100 kPa e 22 °C ate 600 kPa

2-3 Fornecimento de calor a v = constante até 1.500 K

3-4 Expansão isentrópica ate 100 kPa

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 trabalho líquido produzido 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 saída líquida de trabalho 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-17.

Passo 2

Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. Desse modo temos que no item (a) Os diagramas P-v e T-s do ciclo são mostrados nas figuras.

Passo 3

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

Dos balanços energéticos,

Passo 4

A eficiência térmica é então

Resposta

b )   408.6   k J / k g

c )   47.9 %

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