Enunciado

Os dados listados a seguir são afirmados para um ciclo de potência que opera entre reservatórios quente e frio a 1000 K e 300 K, respectivamente. Para cada caso, determine se o ciclo opera reversivelmente, irreversivelmente ou é impossível.

(d) QH = 800 kJ, Wciclo = 600 kJ, QC = 200 kJ.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

É dado que:

  • Temperatura quente do reservatório: T H = 1000   K
  • Temperatura fria do reservatório: T C = 300   K

Passo 3

Primeiro, achamos a eficiência térmica teórica máxima.

A partir da equação do ciclo de Carnot

η m a x = 1 - T C T H = 1 - 300 1000 = 70 %

Passo 4

b) Quando Q H = 800   k J

W c i c l o = 6 0 0   k J

Q C = 2 0 0   k J

A eficiência de qualquer ciclo é dada por

η = W c i c l o Q H = 60 0 8 00 = 7 5 %

O trabalho de saída é

W c i c l o = Q H - Q C = 8 00 - 20 0 = 60 0   k J / k g

Aqui, a eficiência do ciclo é maior que a eficiência do ciclo de Carnot ( η > η m a x ) então, o ciclo é impossível.

Resposta

Ciclo impossível.

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