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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 170

Repita o Prob. 9–169 considerando calores específicos constantes à temperatura ambiente.

Passo 1

Vamos assumir que:

As premissas do padrão aéreo são aplicáveis.

As alterações cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.

O ar é um gás ideal com aquecimentos específicos constantes.

Sabemos que as propriedades do ar à temperatura ambiente são

c p = 1.005   k J / k g . K ,   c v = 0.718   k J / k g . K   e   k = 1.4

Vamos utilizar a figura abaixo para análise:

Passo 2

Então, na letra a temos:

O processo 1-2 é compressão isentrópica:

T 2 = T 1 ( v 1 v 2 ) k - 1 = 728.8   K

P 2 V 2 T 2 = P 1 V 1 T 1 → P 2 = 2190   k P a

Processo 2-3: v = adição constante de calor.

P 3 v 3 T 3 = P 2 v 2 T 2 → T 3 = P 3 P 2 T 2 = 1457.6   K

q e n t = u 3 - u 2 = 523.3   k J / k g

Passo 3

Na letra b:

Processo 3-4: expansão isentrópica.

T 4 = T 3 ( v 3 v 4 ) k - 1 = 600   K

Processo 4-1: ν = rejeição de calor constante:

q s a í d a = u 4 - u 1 = 215.4   k J / k g

w l í q = q e n t - q s a í d a = 307.9   k J / k g

Passo 4

Na letra c teremos:

η t h = w l í q q e n t = 58.8 %

Passo 5

E por fim, na letra d teremos:

v m a x = v 1 = R T 1 P 1 = 0.879   m 3 / k g

v m i n = v 2 = v m a x r

M E P   =   w l í q v 1 - v 2 = 393   k P a

Resposta

  1. q e n t = 523.3   k J / k g
  2. w l í q = 307.9   k J / k g
  3. η t h = 58.8 %
  4. M E P   = 393   k P a
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