Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 143
Escrevendo as equações da primeira e da segunda lei (e simplificando), obtenha uma expressão para o trabalho reversível de um sistema fechado que troca calor com a vizinhança a na quantidade e com um reservatório de calor a na quantidade . (Dica: elimine usando as duas equações.)
Passo 1
Vamos lá! Para responder à questão, observe que escrevendo balanços de energia e entropia, uma relação para o trabalho reversível deve ser obtida para um sistema fechado que troca calor com o ambiente em T0 na quantidade de Q0, bem como um reservatório de calor à temperatura TR na quantidade de QR.
Podemos representar como,
Assumindo que, as mudanças cinéticas e potenciais são insignificantes.
Passo 2
Certo! Agora tomamos a direção da transferência de calor para o sistema (entrada de calor) e a direção da transferência de trabalho para ser do sistema (saída de trabalho). O resultado obtido ainda é geral, uma vez que quantidades com direções opostas podem ser tratadas da mesma forma, utilizando sinais negativos. Os balanços de energia e entropia para este sistema fechado estacionário podem ser expressos como
Balanço energético:
Balanço de entropia:
Passo 3
Estamos quase terminando! Agora vamos resolver para a partir de (2) e substituindo em (1) rendimentos
A relação de trabalho útil para um sistema fechado é obtida a partir de
Em seguida, a relação de trabalho reversível é obtida pela substituição de = 0,
Um resultado positivo para indica saída de trabalho, e um resultado negativo, entrada de trabalho. Além disso, o QR é uma quantidade positiva para transferência de calor para o sistema, e uma quantidade negativa para transferência de calor do sistema.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)