Enunciado

Repita o P r o b .   9 - 41 E utilizando argônio como fluido de trabalho.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Para esta questão o nosso fluido de trabalho é o argônio. Vamos analisar a tabela A - 2 E .

Podemos obter da tabela, para a temperatura de 80 ° F :

C v = 0,0756   B t u / l b m ⋅ R

C p = 0,1253   B t u / l b m ⋅ R

A relação de calor específica é dada por:

k = 1,667

Passo 2

Aplicando a relação isentrópica no processo 1 → 2 , temos que:

T 2 T 1 = r k - 1

Logo:

T 2 = 540 8 1,667 - 1

T 2 = 2161,5 ° R

Aplicando a relação isentrópica no processo 3 → 4 , temos que:

T 4 T 3 = 1 r k - 1

Logo:

T 4 = 2400 1 8 1,667 - 1

T 4 = 599,58 ° R

Passo 3

A quantidade de calor fornecida ao ciclo é dada por:

q e n t = C v T 3 - T 2

q e n t = 0,0756 2400 - 2161,5

q e n t = 18,031   B t u / l b m

A quantidade de calor rejeitado pelo sistema é dada por:

q s a i = C v T 4 - T 1

q s a i = 0,0756 599,58 - 540

q s a i = 4,504   B t u / l b m

A eficiência térmica será:

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

η = 1 - 4,504 18,031

η = 0,7502

η = 75,02 %

Passo 4

A eficiência térmica analisando o ciclo de Carnot é dada pela relação entre as temperaturas.

η c a r n o t = 1 - T F T Q

Onde T F diz respeito a menor temperatura e T Q a maior temperatura do ciclo. Portanto:

η c a r n o t = 1 - T 1 T 3

Substituindo os valores, temos que:

η c a r n o t = 1 - 540 2400

η c a r n o t = 0,775

Resposta

a ) q e n t = 18,031   B t u / l b m

b ) η O t t o = 75,02 %

c )   η c a r n o t = 0,775

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