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.

(c) Q_C=150 kW, W_ciclo = 350 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 C ˙ = 15 0   k W

W ˙ c i c l o = 3 50   k W

O calor fornecido é

Q H ˙ = W ˙ c i c l o + Q C ˙ = 350 + 150 = 500   k W

A eficiência é dada por

η = W ˙ c i c l o Q H ˙ = 350 500 = 70 %

Já que a eficiência do ciclo é igual a eficiência de Carnot ( η = η m a x ) então o ciclo é reversível.

Resposta

Ciclo reversível.

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