Considere um ciclo de Carnot executado em um sistema fechado com 0,6 kg de ar. Os limites de temperatura do ciclo são 300 K e 1.100 K, e as pressões mínima e máxima durante o ciclo são de 20 kPa e 3.000 kPa respectivamente. Considerando calores específicos constantes, determine o trabalho líquido produzido por ciclo.

Passo 1

Vamos lá! A questão nos afirma que é considerado um ciclo de Carnot com os limites de temperatura especificados. A produção líquida de trabalho por ciclo deve ser determinada.

Podemos representar a questão como

Assumindo que, O ar é um gás ideal, com aquecimento específico constante.

As propriedades do ar são dadas como R = 0,287 kPa. m 3 /kg.K, c p = 1,005 kJ/kg.K, c v = 0,718 kJ/kg.K, e k = 1,4 (Tabela A-2).

Passo 2

Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. Desse modo temos que a pressão mínima no ciclo é P3 e a pressão máxima é P1. Então,

ou,

A entrada de calor é determinada a partir de

Então,

Resposta

63.8   k J

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