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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 34

Repita o P r o b . 9 - 33 para uma razão de compressão igual a 8,5 .

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Bom... Como nos foi dada a razão de compressão do ciclo, podemos aplicar diretamente na fórmula para encontrar a eficiência térmica.

Quando podemos utilizar as hipóteses de padrão a ar frio (valores de calores específicos constante à temperatura ambiente), a fórmula da eficiência térmica para o Ciclo Otto ideal, envolvendo a razão de compressão é:

eta = 1 - (1)/(r^(k - 1))

Onde r = 8 , 5 é a razão de compressão e k = 1,4 .

Portanto é só substituir na equação:

eta = 1 - (1)/(8 , 5^(1,4 - 1))

eta = 1 - 0 , 425

eta = 0 , 575

Ou:

eta = 57,5 %

Passo 2

Também nos foi perguntada a taxa de calor fornecida caso o ciclo produzisse 90 k W de potência.

Vamos lembrar o diagrama P - V de um ciclo Otto ideal:

O calor fornecido será o calor que entra no sistema Q_e n t que é o que queremos saber.

A definição de eficiência de um sistema é dada pela razão daquilo que você produz pelo que você gasta.

No caso o que nós gastamos no ciclo Otto é combustível, ou seja, o calor que entra. O que produzimos é o trabalho de eixo ou W_l i q .

Portanto:

eta = (W_l i q)/(Q_e n t)

Se sabemos a eficiência do sistema e o trabalho gerado (Potência), podemos então descobrir a taxa de calor que foi fornecida.

0 , 575 = (90)/(Q_e n t)

Q_e n t = 156,5 k W

Resposta

eta = 57,5 %

Q_e n t = 156,5 k W

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