Considere um ciclo padrão a ar Stirling ideal com um regenerador ideal. A pressão e a temperatura mínimas do ciclo são 100k P a e 25 ° C , a relação de compressão é 10 e a temperatura máxima no ciclo é 1000 ° C . Analise as interações trabalho e calor em cada um dos quatro processos deste ciclo e determine o rendimento térmico global do motor.

w 12 = q 12 = - 197,1k J / k g w 23 = 0 q 23 = 699k J / k g w 34 = q 34 = 841,3k J / k g w 41 = 0 q 41 = - 699k J / k g n t é r m i c o = 0,766 é

Enunciado

Pronto para resolver essa questão comigo?

Bora lá então!

Pela Tabela A.5, para o hélio, temos que:

Começamos expondo alguns dados fornecidos pelo enunciado:

Seguindo, devemos analisar os 4 processos do ciclo de Stirling e calcular seu trabalho e transferência de calor.

Começamos pela expansão isotérmica considerando um escoamento incompressível:

Substituindo os dados:

Agora, analisamos a compressão isocórica, ou seja, com volume constante.

Sem variação no volume não temos trabalho envolvido:

Calculando a transferência de calor:

Seguindo para a compressão isotérmica, do mesmo modo que calculamos a expansão isotérmica e considerando um escoamento incompressível:

Por fim, na expansão isocórica, novamente não temos variação de volume, então:

Calculando a transferência de calor:

Para finalizarmos a nossa questão, devemos calcular o rendimento térmico do ciclo:

Aposto que você nem achou difícil!

Te espero na próxima questão!