Exercício de Termodinâmica Básica 178

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Máquina térmica do ciclo de Carnot:
ÿ TL = T3 = T4 = Tsat(P) = 60,06oC
473
0,296
A água é usada como fluido de trabalho em uma máquina térmica do ciclo de Carnot, onde muda de 
líquido saturado para vapor saturado a 200°C à medida que calor é adicionado. O calor é rejeitado em 
um processo de pressão constante (também T constante) a 20 kPa. O motor térmico alimenta um 
refrigerador do ciclo Carnot que opera entre –15°C e +20°C. Encontre o calor adicionado à água por 
kg de água. Quanto calor deve ser adicionado à água na máquina térmica para que o refrigerador 
possa remover 1 kJ do espaço frio?
é
273-15
333
0,136
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
W = ÿHE QH H2O ;
= 473,15 (4,1014) = 1940 kJ/kg Os 
estados 3 e 4 são bifásicos, Tabela B.2.1
1
ÿref =
=
C =
= = 0,46kJ
Constante T ÿ constante P de 1 a 2, Tabela B.2.1
1
Refrigerador de ciclo de Carnot (TL e TH são diferentes dos anteriores):
= 7,37 
35
ÿ 
O trabalho necessário vem da máquina térmica TL
C
4 3
Solução:
20 – (–15)C
qH = ÿ Tds = T (s2 – s1) = T sfg = hfg
=
=
8.33
2
T
=
=
= 0,136kJ
7,37
TL
ÿHE
QL
º - TL
ÿHE = 1 – = 1 – = 0,296 TH
QH H2O
QL
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4 1
Solução:
b. Encontre a qualidade do R-22 no início e no final do processo isotérmico de adição de calor a
0°C. c. Determine o
coeficiente de desempenho do ciclo.
0
s4 = s3 = 0,3417 kJ/kg K = 
0,1751 + x4(0,7518) => x4 
= 0,2216
vapor saturado em líquido saturado. O calor é transferido para o R-22 a 0°C. a. Mostre o ciclo 
em um diagrama T–s .
=
Considere uma bomba de calor do ciclo de Carnot com R-22 como fluido de trabalho. O 
calor é rejeitado do R-22 a 40°C, processo durante o qual o R-22 muda de
3
=> x1 = 0,9304
8.34
2
c)
b) Na Tabela B.4.1, o estado 3 é
líquido saturado
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
s1 = s2 = 0,8746 kJ/kg K = 0,1751 + x1(0,7518)
O estado 2 é vapor saturado, portanto da Tabela B.4.1
40
= 7,83 
40
=
T
é
313,2
ÿÿ = 
ganhar
a)
º
º - TL
qH
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