Um ciclo Brayton fechado ideal, cujo fluido de trabalho é o ar, com propriedades de uma gás ideal, possui uma razão de compressão igual a 8 e uma t...

a) Para determinar o fluxo de massa de ar que circula no ciclo térmico, podemos utilizar a equação da taxa mássica de ar, que é dada por: m = Q / (cp * deltaT) Onde: Q = fluxo de calor adicionado na câmara de combustão cp = calor específico do ar a pressão constante deltaT = variação de temperatura do ar no ciclo Como o ciclo é ideal, podemos considerar que o processo de compressão e expansão são adiabáticos, ou seja, não há troca de calor com o ambiente. Além disso, podemos considerar que o processo de combustão é realizado a volume constante, o que significa que não há trabalho realizado durante esse processo. Com essas considerações, podemos determinar o fluxo de calor adicionado na câmara de combustão utilizando a equação: Q = cp * m * (T3 - T2) Onde: T3 = temperatura na saída da turbina T2 = temperatura na entrada do compressor Substituindo os valores, temos: Q = 1,010 * 6 * (1200 - 288,15) = 6,798,474 J/s Agora podemos determinar a taxa mássica de ar: m = 6,798,474 / (1,010 * (1200 - 288,15)) = 5,28 kg/s Portanto, o fluxo de massa de ar que circula no ciclo térmico é de 5,28 kg/s. b) Para determinar a potência líquida do ciclo térmico, podemos utilizar a equação da eficiência térmica, que é dada por: eta = (Wnet / Qin) * 100% Onde: Wnet = trabalho líquido realizado pelo ciclo Qin = calor adicionado na câmara de combustão Como o ciclo é ideal, podemos considerar que o processo de compressão e expansão são adiabáticos, ou seja, não há troca de calor com o ambiente. Além disso, podemos considerar que o processo de combustão é realizado a volume constante, o que significa que não há trabalho realizado durante esse processo. Com essas considerações, podemos determinar a potência líquida do ciclo utilizando a equação: Wnet = cp * m * (T3 - T4) Onde: T4 = temperatura na entrada da turbina Substituindo os valores, temos: Wnet = 1,010 * 5,28 * (1200 - 288,15 * (1/8)^((1.4-1)/1.4)) = 3,947,947,2 J/s Agora podemos determinar a potência líquida do ciclo: Potência líquida = Wnet / 1000 = 3,947,947,2 / 1000 = 3947,95 kW Portanto, a potência líquida do ciclo térmico é de 3947,95 kW. c) Para determinar a eficiência térmica do ciclo, podemos utilizar a equação da eficiência térmica, que é dada por: eta = (Wnet / Qin) * 100% Onde: Wnet = trabalho líquido realizado pelo ciclo Qin = calor adicionado na câmara de combustão Substituindo os valores, temos: eta = (3,947,947,2 / 6,798,474) * 100% = 58,10% Portanto, a eficiência térmica do ciclo é de 58,10%.