Enunciado

Considere um ciclo de ar-padrão dual. Os dados operacionais são fornecidos em seus estados principais no ciclo, na tabela a seguir. Os estados estão numerados, conforme a Fig. 9.7. Considere que a massa de ar é 0,05 kg, determine

  1. A razão de corte
  2. O calor adicionado ao ciclo
  3. O calor rejeitado do ciclo
  4. O trabalho líquido
  5. A eficiência térmica

Passo 1

Fala pessoaaal! Como vocês estão? Bora pra mais uma questãozinha massa!

Pra começar, vamos assumir que o calor é uma constante específica e também vamos nos basear no exemplo 9.3 pra resolvermos essa questão!

Temos 5 estados, para cada um podemos concluir alguns dados.

Com esses dados expostos no enunciado, conseguimos resolver cada ítem.

A massa do sistema pode ser obtida por:

m = p 1 V 1 R T 1 = 0,03838   l b

  1. Os calores adicionado e rejeitado ao ciclo podem ser expressos como:
  2. Q 23 = m u 3 - u 2 = 0,03838 574,33 - 261,68 = 12   B t u

    Q 34 = m h 4 - h 3 = 0,03838 790,68 - 776,69 = 0,54   B t u

  3. Para o trabalho líquido, temos que:
  4. W c i c l o = Q i n - m u 5 - u 1 = 12,59 - 0,03838 208,76 - 86,91 = 7,868   B t u

  5. Para a pressão, temos que:
  6. m e p = W c i c l o V 1 - V 2 = 7,86 778 0,5 3 1 - 1 / 16 1 144 = 90,59   l b f / i n ²

  7. E para a eficiência térmica:

η = W c i c l o Q i n = 7,86 12,54 = 0,627 ( 62,7 % )

Resposta

m = 0,03838   l b

Q 23 = 12   B t u

Q 34 = 0,54   B t u

W c i c l o = 7,868   B t u

m e p = 90,59   l b f / i n ²

η = 0,627 ( 62,7 % )

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