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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 80

Repita o P r o b .   9 – 79 E , considerando que o motor é operado para produzir 2,5   B t u de trabalho para o mesmo calor externo fornecido.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Se você não está familiarizado com o ciclo Stirling, observe abaixo o seu diagrama P - v .

Temos os seguintes dados:

T L = 50 ° F + 460 = 510   ° R

V m á x = 0,5   p é 3

V m í n = 0,06   p é 3

P m í n = 10   p s i a

W l i q = 2 , 5   B t u

Q e n t = 6   B t u

Passo 2

A eficiência de um ciclo ideal é dada por:

η = W l i q Q e n t

Da definição, temos também que:

η = W l i q Q e n t = Q e n t - Q s a i Q e n t = 1 - Q s a i Q e n t

Para um ciclo reversível ideal, temos que:

Q e n t Q s a i = T H T L

Logo:

η = 1 - T L T H

Passo 3

Portanto, temos que:

1 - T L T H = W l i q Q e n t

Logo:

1 - 510 T H = 2 , 5 6

T H = 874,78   ° R

Da equação ideal do gás, temos que:

P m í n V m á x = m R T L

A massa será:

m = P m í n V m á x R T L

Substituindo os dados, temos que:

m = 10 ⋅ 0,5 0,3704 ⋅ 510

m = 0,026   l b m

Passo 4

A partir da equação do gás ideal, também podemos encontrar a pressão máxima:

P m á x V m í n = m R T H

P m á x = m R T H V m í n

Substituindo os dados, temos que:

P m á x = 0,026 ⋅ 0,3704 ⋅ 874,78 0,06

P m á x = 140,41   p s i a

Resposta

T H = 874,78   ° R

m = 0,026   l b m

P m á x = 140,41   p s i a

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