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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 20

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 1.100 K a uma taxa de 400 kJ/s e rejeita calor para um meio a 320 K. A potência produzida pela máquina térmica é medida em 120 kW, e a temperatura ambiente é de 25 °C.

Determine:

  1. a potência reversível
  2. a taxa de irreversibilidade
  3. a eficiência de segunda lei dessa máquina térmica.

Passo 1

Na letra a, temos que a potência reversível é a energia produzida por um motor térmico reversível que opera entre os limites de temperatura. Então:

η t h ,   m a x = η t h ,   r e v = 1 - T L T H = 1 - 320 1100 = 0,7091

t a x a   d e   W r e v ,   o u t = η t h ,   r e v × t a x a   d e   Q i n = 0,7091 × 400 k J / s = 283,6 k W

Passo 2

Na letra b, usamos a seguinte fórmula:

t a x a   d e   I = t a x a   d e   W r e v ,   o u t - t a x a   d e   W u ,   o u t = 283,6 - 120 = 163,6 k W

Passo 3

e na letra c, a eficiência de segunda lei é:

η I I = W u , o u t W r e v ,   o u t = 120 283,6 = 0,423 = 42,3 %

Resposta

  1. 283,6 k W
  2. 163,6 k W
  3. 42,3 %
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