Exercício de Termodinâmica Básica 146

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v
4
O diagrama Pv do ciclo é mostrado à 
direita.
1200
Solução:
400 mil
Encontre as duas transferências de calor específicas (q) no ciclo e a eficiência geral do 
ciclo.
= 1 - = = 0,667
Um ciclo de Carnot de gás ideal com ar em um cilindro de pistão tem uma alta temperatura de 
1200 K e uma rejeição de calor de 400 K. Durante a adição de calor o volume triplica.
3
ÿTH = ÿTH = 1 ÿ
400
1200K
7,78
2
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
Por se tratar de um ciclo de Carnot o conhecimento das temperaturas dá ao ciclo uma 
eficiência tão
1
P
= 0,287 × 1200 ln(3) = 
378,4 kJ/kg
qL = qH TL / TH = 378,4 400/1200 = 126,1 kJ/kg
a partir do qual podemos obter a outra transferência de calor da Eq.7.4
Da integração ao longo das curvas 
do processo feita no texto principal 
temos a Eq.7.7
qH = R TH ln(v2/v1)
TL
º
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600 mil
Solução:
P4 = RT4 / v4 = 0,287 × 300 / 0,2688 = 320 kPa
O ar em um pistão/cilindro passa por um ciclo de Carnot com o diagrama Pv mostrado na 
Figura 7.24. As temperaturas alta e baixa são 600 K e 300 K, respectivamente.
= 125kJ/kg
Após a rejeição de calor é o estado 4. Da equação 7,9 
qL = RTL ln (v3/v4) v3 
= RT3 / P3 = 0,287 × 300/75 = 1,148 m3/kg v4 = v3 
exp(-qL/RTL) = 1,148 exp(ÿ 125/0,287 × 300) = 0,2688 m3/kg
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
qL = qH – wNET = 125 kJ/kg
,
e a rede se torna
1: 600 K
P
4
qH = 250 kJ/kg, TH = 600 K, TL = 300 K, P3 = 75 kPa
300
3
wNET = ÿqH = 0,5 × 250
v
ÿ = 1 ÿ
O calor adicionado na alta temperatura é de 250 kJ/kg e a pressão mais baixa no ciclo é de 75 
kPa. Encontre o volume e a pressão específicos após a rejeição de calor e o trabalho líquido 
por unidade de massa.
2
1
3: 75 kPa, 300 K 4: 300 K
O calor rejeitado é
3ÿ4 Eq.7.9:
7,79
Como este é um ciclo de Carnot e conhecemos as temperaturas, a eficiência é
= 1 - = 0,5 600
Os estados mostrados na figura 7.21 
2: 600 K,
300 mil
º
TL
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