Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 113
Considere um motor Stirling ideal no qual a pressão e a temperatura no início do processo de compressão isotérmica são iguais a e . Sabendo que a relação de compressão é e que a temperatura máxima do ciclo é , calcule:
a) A pressão máxima do ciclo;
b) O rendimento térmico do ciclo com e sem regeneradores.
Passo 1
Bora resolver essa questão comigo?
Então, vamos lá!
Pela Tabela A.5, para o ar, temos que:
Letra a)
Começamos o nosso problema expondo os dados apresentados sobre o ciclo ideal de Stirling:
Agora, iremos analisar as etapas do nosso ciclo separadamente.
Passo 2
Primeiramente, analisaremos a compressão isotérmica:
Calculando :
Aqui, o trabalho possuí o mesmo valor da transferência de calor, e considerando um escoamento incompressível:
Passo 3
Seguindo para a compressão isocórica.
Aqui, não temos variação de volume, consequentemente não temos trabalho
Conseguimos calcular a pressão máxima do ciclo nesta etapa:
Mesmo não tendo trabalho, temos transferência de calor ocorrendo, vamos calculá-la?
Assim, concluímos a primeira parte da nossa questão, mas vamos continuar!
Passo 4
Letra b)
Indo para a expansão isotérmica, temos:
Do mesmo modo da compressão isotérmica:
Passo 5
Para finalizarmos nosso exercício, temos que determinar o rendimento térmico do ciclo com e sem regeneradores.
Rendimento térmico do ciclo sem regeneradores:
Rendimento térmico do ciclo com regeneradores:
De boa né?
Te espero na próxima questão!