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Enunciado

Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 26

Dois ciclos reversíveis são colocados em série. O primeiro ciclo recebe energia por transferência de calor de um reservatório quente a 1000°R (282,4°C) e rejeita energia por transferência de calor para um reservatório a uma temperatura T (

(a) a temperatura intermediária T, em °R, e as eficiências térmicas dos dois ciclos de potência.

(b) a eficiência térmica de um único ciclo de potência reversível operando entre os reservatórios quente e frio a 1000°R e 500°R, respectivamente.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

a) A eficiência do primeiro ciclo reversível é

η 1 = 1 - T T H = 1 - T 1000

A eficiência do segundo ciclo reversível é

η 2 = 1 - T C T = 1 - 500 T

É dado que a eficiência térmica do primeiro ciclo é 50% é maior que a do segundo ciclo

η 1 = 1,5 η 2 → 1 - T 1000 = 1 - 500 T ⋅ 1,5

→ T = 651,38 ° R

Passo 3

A eficiência do primeiro ciclo reversível é

η 1 = 1 - T T H = 1 - 651,38 1000 = 34,8 %

A eficiência do segundo ciclo reversível é

η 2 = 1 - T C T = 1 - 500 651,38 = 23,25 %

Passo 4

b) A eficiência térmica de um ciclo reversível simples operando entre os reservatórios quente e frio a temperaturas dadas

T H = 1000 ° R

T C = 500 ° R

Temos que

η = 1 - T C T H = 1 - 500 1000 = 50 %

Resposta

a)

T = 651,38 ° R

η 1 = 34,8 %

η 2 = 23,25 %

b) η = 50 %

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