Repita o Prob. 9–166, considerando que o lago está a 60 °F e a eficiência térmica do ciclo de Carnot é de 60%.

Passo 1

Vamos assumir que:

As alterações cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.

O hélio é um gás ideal com aquecimentos específicos constantes.

Sabemos que a proporção de calor específica do hélio é k = 1.667

A partir da definição da eficiência térmica de um motor térmico Carnot, temos a temperatura mínima:

η t e , C a r n o t = 1 - T L T H → T H = T L 1 - η t e , C a r n o t = ( 60 + 460 ) R 1 - 0.60 = 1300 R

Um processo isentrópico para um gás ideal é aquele em que P V k permanece constante.

Então, a taxa de pressão é

P 2 P 1 = ( T 2 T 1 ) k / ( k - 1 ) = ( 1300 R 520 R ) 1.667 / ( 1.667 - 1 ) = 9.88

E a razão de compressão será:

v 1 v 2 = ( P 2 P 1 ) 1 / k = ( 9.88 ) 1 / 1.667 = 3.95

Resposta

P 2 P 1 = 9.88

v 1 v 2 = 3.95

T H = 1300 R

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