Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 103
Reconsidere o motor térmico do Prob. 10.79. A temperatura fornecida para o ar na seção de descarga do motor é . Considerando as mesmas transferências de calor fornecidas no problema, quais são os limites teóricos, superior e inferior, para esta temperatura? Se a temperatura nesta seção de descarga for igual a média calculada a partir da mínima e da máxima teórica, determine as eficiências baseadas na primeira e na segunda lei da termodinâmica.
Passo 1
Prontos para resolver uma questão de termodinâmica?
Bora lá!
Iniciamos analisando que a temperatura de exaustão mais baixa ocorrerá quando a quantidade máxima de trabalho for entregue, o que é um processo reversível. Assumindo nenhuma outra transferência de calor, então pela equação de entropia:
Isolando :
Pela Tabela A.7.1, obtemos:
Substituindo os dados do Prob. 10.79:
Novamente pela Tabela A.7.1, obtemos uma temperatura de:
Passo 2
Aplicando a equação de energia:
Calculando a eficiência pela primeira lei:
A eficiência da segunda lei mede o trabalho em relação à fonte de disponibilidade, assim:
Passo 3
Temos que a temperatura de exaustão mais alta ocorre quando não há trabalho envolvido, assim:
Calculando :
Pela Tabela A.7.1:
Como não há trabalho, não há eficiência:
Foi bem rápido de se resolver né?
Até a próxima!