Enunciado

Um ciclo de potência que opera em regime permanente recebe energia por transferência de calor a uma taxa a TH = 1800 K e rejeita energia por transferência de calor para um reservatório frio a uma taxa TC = 600 K. Para cada um dos seguintes casos, determine se o ciclo opera reversivelmente, irreversivelmente ou é impossível.

(d) Q_H=500 kW, Q_C=200 kW

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

É dado que:

  • Temperatura do reservatório quente: T H = 1000   K
  • Temperatura do reservatório frio: T C = 300   K

Temos o esquemático mostrado abaixo

Passo 3

Primeiro, achamos a eficiência máxima teórica, a partir da equação do ciclo de Carnot

η m a x = 1 - T C T H = 1 - 300 1000 = 70 %

Passo 4

Quando

Q H ˙ = 50 0   k W

Q C ˙ = 200   k W

A eficiência térmica é dada por

η = 1 - Q C ˙ Q H ˙ = 1 - 200 500 = 60 %

Já que a eficiência do ciclo é menor que a eficiência de Carnot ( η < η m a x ) então o ciclo é irreversível.

Resposta

Ciclo irreversível.

Ver Outros Exercícios desse livro