Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 14

Um ciclo padrão a ar, executado dentro de um sistema pistão-cilindro fechado, e formado por três processos, descritos a seguir:

1-2 Fornecimento de calor a V=constante de 100 kPa e 27 °C até 700 kPa

2-3 Expansão isotérmica ate = 7

3-1 Rejeição de calor a P = constante de volta ao estado inicial

Considere que o ar tem propriedades constantes com 0,718 kJ/ kg.K, 1,005 kJ/kg.K, R = 0,287 kJ/kg.K e k =1,4.

(a) Represente graficamente os diagramas P-v e T-s para o ciclo.

(b) Determine a razao entre o trabalho de compressão e o trabalho de expansão (a razão de consumo de trabalho).

(c) Determine a eficiência do ciclo térmico.

Passo 1

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

Assumindo que:

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

As propriedades do ar são dadas como R = 0,287 kPa./kg.K, = 1,005 kJ/kg.K, = 0,718 kJ/kg.K, e k = 1,4.

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.