Conforme ilustra a Fig. P5.25, dois ciclos reversíveis são colocados em série de maneira que cada um produza a mesma quantidade de trabalho líquido, Wciclo. O primeiro ciclo recebe a energia QH por transferência de calor de um reservatório quente 1000°R (282,4°C) e rejeita a energia Q por transferência de calor para um reservatório a uma temperatura intermediária T. O segundo ciclo recebe a energia Q por transferência de calor do reservatório à temperatura T e rejeita a energia QC por transferência de calor para um reservatório a 400°R (250,9°C). Todas as transferências de energia são positivas nos sentidos das setas. Determine

(a) a temperatura intermediária T, em °R, e as eficiências térmicas dos dois ciclos de potência.

(b) a eficiência térmica de um único ciclo de potência reversível operando entre os reservatórios quente e frio a 1000°R e 400°R, respectivamente. Determine também o trabalho líquido desenvolvido pelo único ciclo, expresso em termos do trabalho líquido desenvolvido por cada um dos dois ciclos, Wciclo.

a) o trabalho feito por cada ciclo é dado por

Se duas temperaturas na escala Kelvin como as taxas de transferência de calor absorvidas e rejeitadas são, quando o ciclo é reversível

E

Substituindo na expressão obtida no Passo 1

A eficiência térmica de um ciclo de potência reversível é dada por

A eficiência térmica de um ciclo de potência reversível é dada por

b) A eficiência térmica de um ciclo de potência reversível simples operando entre e , a eficiência máxima do ciclo de potência é dada por

O trabalho total feito pelo ciclo é